Neue Impfstofflieferungsmethode "stärkt die Immunantwort"

Forscher des Massachusetts Institute of Technology haben eine Methode entwickelt, um Impfstoffe direkt an Lymphknoten im Körper abzugeben - wo große Populationen von Immunzellen vorhanden sind. Die Forscher sagen, die Verteilung von Impfstoffen in solchen Bereichen könnte dazu beitragen, das Immunsystem des Körpers zu stimulieren, um Tumoren anzugreifen und eine bessere Lieferung von HIV-Impfstoffen zu ermöglichen.

Die Ergebnisse des Teams wurden kürzlich online in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.

Den Forschern zufolge sind Untereinheit-Impfstoffe - hergestellt aus Protein- oder Zuckerfragmenten - erfolgreich gegen einige Krankheiten, wie Hepatitis und Diphtherie, gewesen.

In einem Versuch, Untereinheit-Impfstoffe für andere Krankheiten zu schaffen, haben Forscher versucht, Nanopartikel zu verwenden, um die Impfstoffe direkt in Lymphknoten zu liefern. Sie haben auch versucht, Impfstoffe mit Antikörpern zu markieren, die für Lymphknoten-Immunzellen spezifisch sind, um sie in Lymphknotenregionen zu drängen.

Aber die Forscher merken an, dass es schwierig ist, 100% des Impfstoffes zu den Lymphknoten zu bekommen. Ein Teil davon kann in den Rest des Körpers gelangen und negative Nebenwirkungen verursachen.

Vor diesem Hintergrund entschied sich das Forscherteam für einen alternativen Ansatz.

Impfstoffmolekül "trampen" zu Lymphknoten

Ihre neue Methode basiert auf einem bereits von Chirurgen angewandten Verfahren, dem so genannten "Sentinel-Lymphknoten-Mapping".

Bei diesem Verfahren wird ein bildgebender Farbstoff fest an ein Proteinserum, Albumin genannt, gebunden, das im Blutstrom gefunden wird. Der Farbstoff baut sich dann in den Lymphknoten auf, wodurch Chirurgen das Ausmaß der Krebsmetastasen nach der Entfernung des Tumors erkennen können.

Die Forscher sagen, dass frühere Studien gezeigt haben, dass Immunzellen in den Lymphknoten Albumin fangen, wenn Fremdpartikel, wie zum Beispiel bildgebende Farbstoffe, an das Protein binden.

"Wir haben erkannt, dass dies ein Ansatz sein könnte, den Sie versuchen könnten, in einen Impfstoff zu kopieren - entwerfen Sie ein Impfstoffmolekül, das an Albumin bindet und per Anhalter an den Lymphknoten", sagt Darrell Irvine, leitender Autor der Studie und Professor für Bioingenieurwesen und Materialien Wissenschaft und Technik am MIT.

"In den Lymphknoten findet die gesamte Aktion in einer primären Immunantwort statt. Dort befinden sich T-Zellen und B-Zellen, und hier müssen Sie den Impfstoff erhalten, um eine Immunantwort zu erhalten. Je mehr Material Sie dort bekommen, desto besser. "

Albumin-gezielte Impfungen lösten starke Immunantworten aus

Albumin besteht aus "Bindetaschen", die Fettmoleküle fangen können. Die Forscher fügten Proteinfragmenten, sogenannten Peptiden, ein Lipid oder einen "fetten Schwanz" hinzu, um sicherzustellen, dass Albumin an sie binden konnte.

Die Forscher erstellten daraufhin eine Reihe von Impfstoffen, die auf bestimmte Krankheiten wie Gebärmutterhalskrebs und Melanom abzielten. Diese wurden an Mäusen getestet.

Daraus ergab das Forschungsteam, dass jeder Impfstoff eine große Population von Gedächtnis-T-Zellen produzierte, die spezifisch für das Virus- oder Tumorpeptid waren.

Von den T-Zellen im Blut wurde festgestellt, dass 1 von 3 eine "impfstoffspezifische T-Zelle" ist. Prof. Irvine sagt, dass dies normalerweise nur bei Impfstoffen zu sehen ist, die durch Viren übertragen werden.

Verglichen mit den Peptidantigenen allein, führten die auf Albumin gerichteten Impfstoffe zu Immunantworten, die fünf bis zehnmal stärker waren.

Darüber hinaus war der Melanomimpfstoff in der Lage, das Krebswachstum zu verlangsamen, während der Impfstoff gegen Gebärmutterhalskrebs die Tumorgröße reduzierte.

Neue Liefermethode könnte die adjuvante Sicherheit verbessern

Bei der Untersuchung der auf Albumin ausgerichteten Impfstoffe mit einem Adjuvans namens CpG - einem Molekül, das die Immunantwort des Impfstoffs stärkt - fanden die Forscher heraus, dass die Entzündungsreaktion signifikant höher war.

Das Forscherteam stellt fest, dass sich Adjuvantien bei normalen Impfstoffen über den Blutkreislauf verbreiten und Entzündungen in anderen Körperbereichen auslösen können.

Aber die auf Albumin ausgerichteten Impfstoffe können die Sicherheit von Adjuvantien verbessern.

"Diese auf den Lymphknoten gerichtete Veränderung bewirkt, dass das gesamte Material in den ableitenden Lymphknoten gefangen wird", erklärt Prof. Irvine, "was bedeutet, dass es stärker ist, weil es sich in den Lymphknoten konzentriert und es auch bildet es ist sicherer, weil es nicht in den systemischen Kreislauf gelangt. "

Die Forscher sagen, dass sie nun planen, die neue Methode zu nutzen, um HIV-Impfstoffe in nichtmenschlichen Tiermodellen zu liefern und weitere Krebsimpfstoffe zu entwickeln, einschließlich eines Impfstoffs gegen Lungenkrebs.

Pal Johansen vom Universitätsspital Zürich, der kein Teil des Forschungsteams war, kommentiert:

"Es ist sicherlich ein interessanter Ansatz und die Ergebnisse sind sehr überzeugend. Sowohl die Wirkung auf die stimulierten Immunantworten als auch die daraus folgende Unterdrückung des Tumorwachstums sind Ergebnisse, die auf weitere Entwicklung und klinische Tests hindeuten."

Letztes Jahr, Medizinische Nachrichten heute berichteten über eine Studie, in der die Entdeckung einer Schlüsselinfektionsproteinstruktur beschrieben wird, die eine bessere Entwicklung von HIV-Impfstoffen ermöglichen könnte.

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