Impfstoffentwicklung: Mit der mRNA-Technologie gegen Grippeviren

Schon als mit Hilfe der mRNA-Technologie Impfstoffe gegen Covid-19 entwickelt wurden, war klar, dass eben diese Technologie auch im Kampf gegen andere Krankheiten angewendet werden kann. Forscher:innen haben nun einen Impfstoff entwickelt, der gegen verschiedene Arten von Influenza-Viren schützt. In ersten Tests mit Mäusen zeigte sich, dass das Vakzin sowohl gegen saisonale Grippevarianten als auch gegen mehrere Formen der Vogelgrippe wirkte. Hinter dem Impfstoff steckt ein Ansatz, der endlich zu einem Universalimpfstoff gegen die Grippe führen könnte.

Das Grippevirus verändert sich stetig

Das Problem am Grippevirus ist seine Wandelbarkeit. Sei es durch Mutationen oder die Rekombination verschiedener Virenstämme – immer wieder bilden sich neue Varianten des Virus. Dabei werden vor allem die beiden viralen Oberflächenproteine Hämagglutinin (HA) und Neuraminidase (NA). Beide dieser Proteine sind wichtige Ansatzstellen für das Immunsystem sowie für Impfstoffe. Dies ist auch der Grund, aus dem jedes Jahr neue Grippe-Impfungen entwickelt werden müssen.

Eine mögliche Lösung könnte ein universeller Grippe-Impfstoff sein, also ein Vakzin, das gegen verschiedene Varianten der Influenza wirkt – möglichst auch gegen neu auftretende. In der Vergangenheit kam es immer wieder zu großen Grippewellen, weil Grippeviren von Tieren auf den Menschen übersprangen. Sogenannte Zoonosen waren die Ursache für die große Grippepandemie im Jahr 2018, aber auch für die sogenannte „Schweinegrippe“ im Jahr 2009.

Vier Antigen-Ansatzstellen in einer Impfung

Ein Forschungsteam rund um Meagan McMahon vom Mount Sinai Hospital in New York hat sich nun an den Versuch gemacht, solch eine Impfung zu entwickeln. Dabei setzten sie die mRNA-Technologie ein, um einen Impfstoff zu entwickeln, der gleich an vier Proteinen des Influenza-Virus ansetzt. „Die Flexibilität dieser Plattform erlaubt den Einschluss mehrerer mRNA-kodierter Antigene in einem Wirkstoff. Zudem ist die Produktion von mRNA-Vakzinen einfach, skalierbar und sequenzunabhängig„, so die Forscher:innen.

In ihrem Impfstoffkandidaten haben die Wissenschaftler:innen insgesamt vier Bauanleitungen für Virenproteine kombiniert, die alle eine wichtige Rolle für die Immunreaktion spielen. Es handelt sich zudem um Proteine, die bei den verschiedenen Influenza-Typen im Laufe deren Veränderungen relativ stabil geblieben sind. Bei diesen Antigenen handelt es sich um den Stiel des HA-Proteins, das Oberflächenprotein NA sowie die beiden Proteine M2 und Nukleoprotein (NP), die zur inneren Hülle des Virus gehören.

Geimpfte Tiere sind nahezu immun

Für den Testimpfstoff, den es dann an Mäusen testete, hat das Forschungsteam den Code für alle vier viralen Proteine in der mRNA des Vakzins untergebracht. Als Vergleich wurde eine andere Gruppe Mäuse mit einem Impfstoff geimpft, dessen mRNA nur den Code für den Stiel des HA-Proteins enthielt. Einen Monat nach der Impfung wurden dann alle Tiere mit verschiedenen Variationen von Influenza-A infiziert, darunter auch das „Schweinegrippevirus“ H1N1 sowie die Vogelgrippe-Viren H4N6 und H7N9.

Bei dem Test stellte sich heraus, dass der Impfstoff, der nur den Code des HA-Proteinstiels enthielt, den geimpften Mäusen bereits einen relativ guten Schutz vor einigen Stämmen des H3N2-Grippevirus verlieh. Zwar verloren die Mäuse an Gewicht, aber sie verstarben nicht an der Infektion, wie es sonst bei nicht geimpften Mäusen der Fall wäre.

Die Tiere, die mit dem mRNA-Vakzin geimpft wurden, das den Code aller vier Proteine enthielt, erwiesen sich als weitestgehend immun gegen alle Varianten der Influenza. „ Sowohl die niedrige wie die hohe Dosis schützten die Tiere vor dem Tod und ließen sie nur leicht erkranken„, so die Forscher:innen.

Vielversprechender Ansatz für universelle Grippeimpfung

„Aus diesen Ergebnissen schließen wir, dass ein solcher mRNA-Impfstoff Schutz gegen eine große Bandbreite an Influenzaviren bieten kann„, so das Team. Die Kombination verschiedener Ansatzstellen könnte ein vielversprechender Weg sein, wenn es darum geht, einen universellen Grippeimpfstoff zu finden.

Der Ansatz wird auch bei aktuellen Grippeimpfstoffen verfolgt. Diese nutzen zwar verschiedene Antigene, allerdings handelt es sich dabei in der Regel um die leicht veränderlichen Oberflächenproteine. Diese können sich bei den einzelnen Virusvarianten deutlich unterscheiden.

via PNAS