Fraunhofer Cluster of Excellence Immune-Mediated Diseases
Fraunhofer Cluster of Excellence Immune-Mediated Diseases

Impfstoff gegen Asthma

Mukosale Applikation von RSV-Antigenen zur Verhinderung von juvenilem Asthma bronchiale

Das Asthma bronchiale ist eine chronische, entzündliche Erkrankung der Atemwege. Etwa 10 Prozent der Kinder in Westeuropa leiden unter Asthma, somit ist es die häufigste chronische Krankheit im Kindes- und Jugendalter. Auch wenn die Erkrankung bei etwa der Hälfte der Patienten mit der Pubertät verschwindet, erleiden viele davon im Erwachsenenalter Rückfälle oder behalten eine dauerhafte Empfindlichkeit der Atemwege.

Asthma bronchiale ist derzeit nicht heilbar, jedoch stehen verschiedene medikamentöse Therapien zu Verfügung.

Innovative Impfmethode zur Bekämpfung von Asthma bronchiale

Im Rahmen des Projekts werden die Grundlagen für ein neues Impfverfahren gelegt, das vor juvenilem Asthma bronchiale schützen soll. Zur Immunisierung werden mehrere Kandidaten gegeneinander getestet. Darunter ein Kandidat der auf nicht-humanen Papilloma-Pseudoviren basiert, ein Inaktivat-Impfstoff, der über nieder-energetische Elektronenbestrahlung behandelt wird und ein Nanopartikel-Impfstoff. Alle Impfstoffe werden über Inhalatoren oder Nasensprays verabreicht.

Beispiel-Kandidat: Nicht-humane Papillomaviren verpacken Nukleinsäuren

Nukleinsäuren, also DNA und RNA, kommen in der modernen Medizin mehr und mehr zum Einsatz. Die Applikation von Gensequenzen findet zum Beispiel Anwendung bei Gentherapien oder als DNA-Vakzine. Letztere bieten verschiedene Vorteile gegenüber herkömmlichen Impfverfahren, unter anderem die schnelle Herstellung, einfache Adaption und hohe Stabilität. Hinzu kommt, dass die kodierten Antigene vom Körper selbst produziert werden und dabei korrekt modifiziert bzw. gefaltet werden. Die Immunisierung mit DNA-Vakzinen aktiviert dabei sowohl die zelluläre als auch die humorale Immunabwehr, also die Produktion von Antikörpern durch B-Lymphozyten, und trägt damit zu einem effektiven Schutz gegenüber den Erregern bei.

Die größte Herausforderung bei der Anwendung dieser Technologie ist der sichere Transfer des genetischen Materials in die Körperzellen des Menschen.

Dafür gibt es verschiedene Verfahren, von denen viele jedoch mit Problemen behaftet sind. Elektroporation zum Beispiel ist invasiv, schmerzhaft und benötigt spezielles Equipment. Andere Verfahren bedürfen ebenfalls physikalischer Verfahren, spezieller Geräte (Druckinjektion, Gene-Gun) oder beinhalten teils giftige Chemikalien (kationische Liposomen, Polyethyleneimin, Kalzium-Nanopartikel). Die Nutzung nicht-humaner Papilloma-Pseudoviren ermöglicht einen nichtinvasiven und schmerzfreien Transfer der Nukleinsäuren in die Körperzellen.

Ausblick

Im Rahmen des Projekts soll eine Formulierung der Impfstoffe entwickelt werden, um diese effektiv nasal oder inhalativ verabreichen zu können. Nach ausgiebiger Charakterisierung in vitro müssen im Tiermodell Wirksamkeit und Verträglichkeit untersucht werden. Dies ist die Voraussetzung für die präklinische und klinische Weiterentwicklung der Impfstoffe.