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Durch Impfung induzierte Neutralisierung von Antikörpern kann Schutz vor einer HIV-Infektion bieten

MEDIZINDurch Impfung induzierte Neutralisierung von Antikörpern kann Schutz vor einer HIV-Infektion bieten

Die Forschung zeigt, dass neutralisierende Antikörper, die durch Impfungen induziert werden, Tiere vor einer HIV-Infektion schützen können.

Entwicklung eines sicheren und wirksamen HIV (Human Immunodeficiency Virus) Impfstoff, trotz bis zu 30 laufenden klinischen Studien, ist seit Jahrzehnten eine Herausforderung für die Forschungsgemeinschaft. Dies ist das Szenario trotz guter Fortschritte beim Verständnis, wie das HIV-Virus mit dem menschlichen Immunsystem interagiert. Eine der grundlegenden Herausforderungen in diesem Bereich ist die Fähigkeit von HIV, sich schnell und auch mit leicht veränderter genetischer Ausstattung jedes Mal zu vermehren. Neutralisierend Antikörper HIV-Infektionen werden als unzureichend angesehen, um eine HIV-Infektion vollständig zu beseitigen, da sie niemals Schutz vor verschiedenen Stämmen bieten können HIV. Aber auch dann werden Impf-induzierte HIV-Antikörper zum Schutz davor noch wichtig sein Infektion.

Gefahren einer HIV-Infektion

Leider ist das Hauptziel von HIV ist unser Immunsystem, das uns in erster Linie schützen soll. Dies ist bei weitem die größte Herausforderung bei der Bekämpfung einer HIV-Infektion. Eine weitere Einschränkung in der Forschung zum HIV-Impfstoff besteht darin, dass er nicht in Tiermodellen wie Mäusen im Labor getestet werden kann, da HIV nur den Menschen infiziert. Einige Untersuchungen wurden an einem Primaten-Äquivalent von HIV namens SIV durchgeführt, aber dies ist immer noch ein unvollkommenes Modell.

Wissenschaftler versuchten auch, bi-väterliche Mäuse (Mäuse mit zwei Vätern) herzustellen, aber die Verwendung einer männlichen DNA war schwieriger, da haploide ESCs modifiziert wurden, die die DNA der männlichen Eltern enthielten, und die Deletion von sieben genetischen Prägungsregionen erforderte. Diese Zellen wurden zusammen mit dem Sperma einer anderen männlichen Maus in eine weibliche Eizelle injiziert, deren Kern, der das weibliche Erbgut enthält, entfernt wurde. Die jetzt erzeugten Embryonen enthielten nur DNA von Männern und wurden entlang des Plazentamaterials auf Leihmütter übertragen, die sie zur vollen Geburt trugen. Bei den 12 ausgewachsenen Mäusen (2.5 Prozent der Gesamtzahl), die von zwei Vätern geboren wurden, funktionierte es jedoch nicht gut, da sie nur 48 Stunden überlebten.

Neuer HIV-Impfstoff

Ein experimenteller HIV-Impfstoff, der von Forschern des Scripps Institute USA entwickelt wurde, funktioniert bei nichtmenschlichen Primaten – Rhesusaffen. Ziel war es, neutralisierende Antikörper herstellen zu können, die durch Impfungen induziert werden könnten und diese Antikörper würden dem Immunsystem beibringen, das HIV-Virus zu bekämpfen, indem sie auf einen anfälligen Bereich des Virus abzielen. Der Schlüssel zu einer starken Immunantwort bei jedem Impfstoff ist die Auswahl des richtigen Antigens (hier HIV oder ein Teil davon), das das Immunsystem stimulieren kann, eine gewünschte Antwort zu erzeugen. Die Forschung hat gezeigt, dass solche Antikörper an das äußere Proteintrimer des Virus binden sollten, und wenn dies geschieht, können die Antikörper den Organismus erfolgreich vor dem Angriff des Virus schützen. Eine große Herausforderung dabei ist, dass Organismen in der Lage sein müssen, diese Antikörper selbst herzustellen. Dies kann nur erreicht werden, wenn das Immunsystem dem äußeren Proteintrimer des Virus ausgesetzt ist und so trainiert wird, das Ziel zu identifizieren und korrekte Antikörper dagegen zu produzieren.

Das Proteintrimer erwies sich als sehr instabil, wenn es allein isoliert wurde, und die Forscher waren nicht in der Lage, es ohne Bruch zu isolieren. Im Jahr 2013 war es Wissenschaftlern gelungen, ein stabiles Trimer namens SOSIP gentechnisch zu entwickeln, das dem Trimer des HIV-Hüllproteins sehr ähnlich war. Für die aktuelle Studie nutzten die Wissenschaftler dies, um den experimentellen HIV-Impfstoff zu entwickeln, der das stabile SOSIP-Trimer enthält, und wollten prüfen, ob dies das Immunsystem dazu bringen kann, die gewünschten Antikörper zum Schutz vor einer HIV-Infektion zu produzieren.

Der entwickelte Impfstoff wurde an zwei Gruppen von nicht-menschlichen Primaten-Rhesusaffen getestet. In einer früheren Studie wurde beobachtet, dass Affen nach einer Impfung entweder niedrige oder hohe Antikörperspiegel entwickelten. Für die aktuelle Studie wurden sechs dieser Affen ausgewählt und weitere zwölf nicht immunisierte Primaten wurden als Kontrolle verwendet. Die Primaten wurden einer Virusform namens SHIV (einer gentechnisch veränderten Affenversion von HIV, die dasselbe Trimer wie das menschliche Virus enthält) ausgesetzt. Dies ist eine sehr widerstandsfähige Form des Virus, das als Tier-2-Virus bezeichnet wird, da es schwer zu neutralisieren ist und daher genauso eine Herausforderung darstellt wie das menschliche Virus, und dieser spezielle Stamm betrifft die meisten Menschen.

Der neue Impfstoff ermöglicht es den Affen, neutralisierende Antikörper gegen diesen Virusstamm zu bilden, und funktionierte gut bei zuvor geimpften Affen mit hohen Antikörperspiegeln, die das Tier vor einer Infektion schützen. Das Ergebnis zeigt jedoch deutlich, dass der Erfolg bei Affen mit bereits hohen Antikörperspiegeln erreicht wird, so dass dies ein Voraussetzungskriterium wäre. Auch bei diesen Tieren, die zuvor geimpft wurden, beginnen ihre Antikörperspiegel in Wochen oder Monaten nach der Impfung zu sinken. Es wurde geschätzt, wie viel Antikörperspiegel benötigt werden, um die Infektion fernzuhalten.

Diese in Immunity veröffentlichte Studie liefert zum ersten Mal eine Schätzung, wie viel neutralisierende Antikörper erforderlich wären, um jemanden vor HIV zu schützen. Es ist interessant festzustellen, dass nur die Produktion neutralisierender Antikörper durch das Immunsystem als kritisch angesehen wurde. Ziel wäre es, hohe Antikörperspiegel aufrechtzuerhalten. Es dauert noch einige Zeit, bis dieser experimentelle Impfstoff in klinische Studien am Menschen übergehen könnte. Die Autoren sind zuversichtlich, dass dies fast nach drei Jahrzehnten ein wichtiges Verständnis auf dem Gebiet der HIV-Impfung ist. Eine solche Strategie könnte auch auf andere HIV-Stämme angewendet werden.

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{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}

Quelle (n)

Pauthner MG et al. 2018. Der durch Impfstoffe induzierte Schutz vor einer homologen Tier-2-SHIV-Herausforderung bei nichtmenschlichen Primaten hängt von den Serum-neutralisierenden Antikörpertitern ab. Immunität.
https://doi.org/10.1016/j.immuni.2018.11.011

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