Neuer Tuberkulose-Impfstoff nutzt spezifische Proteinmodifikationen von Mycobacterium tuberculosis

BerlinTuberkulose bleibt eine der tödlichsten Infektionskrankheiten und fordert jährlich über eine Million Menschenleben. Etwa ein Viertel der Weltbevölkerung trägt das Bakterium Mycobacterium tuberculosis in sich, ohne Symptome zu zeigen. Die meisten dieser Menschen erkranken nicht. Der derzeit verwendete BCG-Impfstoff wird zwar häufig verabreicht, bietet jedoch nur begrenzten Schutz. Jährlich gibt es mehr als 10 Millionen neue Tuberkulosefälle, was die eingeschränkte Wirksamkeit des Impfstoffs verdeutlicht.

Wissenschaftler entwickeln neue Impfstoffe als Ersatz für den BCG-Impfstoff, der besonders bei Kindern sehr wirksam ist. Bis jetzt hat kein neuer Impfstoff den BCG-Impfstoff übertroffen. Forscher sind der Ansicht, dass ein Auffrischungsimpfstoff für Erwachsene nützlich sein könnte. Sie konzentrieren sich dabei auf Proteine von M. tuberculosis, die dem Körper im Kampf gegen die Krankheit helfen.

Wichtige Erkenntnisse:

• Die Wirksamkeit des BCG-Impfstoffs ist insbesondere bei Erwachsenen begrenzt
• Die Entwicklung von Booster-Impfstoffen ist eine realistische Option
• Proteine aus M. tuberculosis können eine schützende Immunität auslösen
• Die IFN-gamma-Produktion dient als Marker für die Wirksamkeit von Impfstoffen

IFN-gamma, das von T-Zellen produziert wird, spielt eine entscheidende Rolle im Kampf gegen Tuberkulose. Bei Tuberkulosepatienten wird mehr IFN-gamma produziert als bei Personen, die das Bakterium symptomfrei tragen. Dies hat bei der Auswahl von Impfstoffkandidaten zu Schwierigkeiten geführt. Viele Studien berücksichtigen nicht die dreidimensionale Struktur und Modifikationen dieser Proteine nach deren Produktion. Die meisten Kandidatmoleküle werden in Organismen wie E. coli hergestellt, denen die spezifischen Veränderungen von M. tuberculosis fehlen.

Das Mykobakterien-DNA-bindende Protein 1 (MDP1) spielt eine entscheidende Rolle bei BCG und M. tuberculosis. MDP1 durchläuft zahlreiche Modifikationen nach seiner Herstellung. Aktuelle Studien zeigen, dass Personen, die den Verlauf der Tuberkulose besser kontrollieren können, höhere IFN-gamma-Reaktionen auf MDP1 aufweisen als erkrankte Personen. Dies deutet darauf hin, dass MDP1 ein vielversprechender Kandidat für einen Impfstoff sein könnte.

Lesen Sie auch:

Heute · 01:15

Antineutrinos: Überwachung von Kernreaktoren aus der Ferne

Ozeki und sein Team haben ein Protein namens MDP1 als potenziellen Impfverstärker gegen Tuberkulose untersucht. Sie entwickelten eine Version von MDP1 und prüften, ob es eine Immunantwort bei Blutproben von Erwachsenen auslöst, die mit BCG geimpft wurden. Dafür produzierten sie MDP1 in zwei verschiedenen Bakterien: M. smegmatis, das schnell wächst und harmlos ist, sowie E. coli. Das MDP1, das in M. smegmatis (mMDP1) hergestellt wurde, wies nach der Produktion Änderungen auf, die es dem natürlichen MDP1 der Tuberkulosebakterien sehr ähnlich machten. Das in E. coli (eMDP1) hergestellte MDP1 hatte diese Änderungen jedoch nicht.

mMDP1 übertrifft eMDP1 bei IFN-Gamma-Produktion in BCG-geimpften Erwachsenen

Bei Tests mit Blut von Erwachsenen, die mit BCG geimpft wurden, führte mMDP1 zu viel höherer IFN-Gamma-Produktion als eMDP1. Dies deutet darauf hin, dass das Immunsystem dieser geimpften Erwachsenen mMDP1 auch nach einer Veränderung noch erkennen kann. Darüber hinaus war mMDP1 in der IFN-Gamma-Produktion effektiver als andere Impfstoffkandidaten wie der Antigen 85-Komplex.

Um Proteinantigene als Impfstoffe einzusetzen, sind oft Adjuvantien erforderlich, um ihren Abbau zu verhindern oder ihre Wirksamkeit zu steigern. Es wurde festgestellt, dass MDP1 in Kombination mit bakterieller DNA Mäusen Schutz bietet. In dieser Studie führte die Kombination von mMDP1 mit G9.1, einer neuen Art von CpG-DNA, zu einer deutlichen Erhöhung der IFN-gamma Produktion im Blut von Erwachsenen, die mit BCG geimpft wurden.

Die Studie zeigt, dass die Verwendung von mMDP1 mit posttranslationalen Modifikationen in Kombination mit G9.1 die abnehmende Wirkung des BCG-Impfstoffs erneuern kann. Diese Kombination könnte als zusätzlicher Booster-Impfstoff fungieren.