Neue Pandemie-Impfstoffe
So machen Mosaik-Nanopartikel vielen Coronaviren das Leben schwer
Leider ist SARS-CoV-2 vermutlich nicht das letzte Coronavirus, das eine Pandemie auslösen könnte. Bereits jetzt arbeiten Forscher an zukünftigen Impfstoffen. Ein besonders interessantes Vorhaben sind Impfstoffe, die gleich gegen mehrere Coronaviren wirken sollen.
Sven Siebenand
Coronaviren wie SARS-CoV-2 und MERS sind vermutlich aus Viren entstanden, die bei Fledermäusen vorkommen und über einen Zwischenwirt schließlich den Menschen erreicht haben. Forscher halten es für sehr gut möglich, dass weitere Coronaviren auf den Menschen überspringen. / Foto: Adobe Stock/kinwun
In »Science« stellt ein Team um Alexander A. Cohen vom California Institute of Technology in Pasadena ein Verfahren mit sogenannten Mosaik-Nanopartikeln vor, inklusive ersten vielversprechenden Ergebnissen.
Die verwendeten Nanopartikel besitzen 60 Proteine, die sich nur durch eine kleine Markierungsstelle unterscheiden. Diese Stellen sollen bildhaft jeweils die Aufgabe eines Klettverschlusses übernehmen – jedenfalls zu 50 Prozent. Cohen und Kollegen nahmen im nächsten Schritt Fragmente der Spike-Proteine verschiedener Coronaviren und hängten auch hier jeweils eine Protein-Markierungsstelle an, mit welcher die Bindung an die Proteine auf den Nanopartikeln ermöglicht wurde – die andere Hälfte des Klettverschlusses war damit geschaffen.
Wenn diese Virusstücke mit den Mosaik-Nanopartikeln gemischt wurden, fanden die passenden Enden der Klettverschlüsse quasi zusammen. Dies führte dazu, dass die Nanopartikel nun mit Spikes ausgestattet waren, die verschiedene Coronavirus-Stämme auf der Oberfläche repräsentierten.
In Tierversuchen arbeiteten die Wissenschaftler mit Nanopartikeln, die acht verschiedene Coronavirus-Spike-Fragmente, sogenannte Rezeptorbindungsdomänen, aufwiesen. Nachdem sie Mäuse damit geimpft hatten, konnten sie später Antikörper gegen verschiedene Coronavirus-Stämme nachweisen. Interessanterweise fanden die Wissenschaftler auch Antikörper auf verwandte Coronaviren, die auf den Nanopartikeln gar nicht vorhanden waren. Dies deutet darauf hin, dass das Immunsystem durch die Präsentation mehrerer verschiedener Coronavirus-Varianten lernt, gemeinsame Merkmale dieser Viren zu erkennen, und daher möglicherweise auf ein neu auftretendes Coronavirus reagieren könnte.
Der zugrundeliegende Mechanismus dieser Beobachtung muss laut den Forschern weiter untersucht werden, die Ergebnisse seien aber vielversprechend. Der nächste Schritt soll darin bestehen, zu untersuchen, ob die Immunisierung eine Virusinfektion und/oder Symptome bei Tieren verhindert, die diese Antikörper herstellen.
»Wenn wir zeigen können, dass die durch unsere Nanopartikel-Technologie ausgelöste Immunantwort tatsächlich vor Krankheiten schützt, hoffen wir, dass wir diese Technologie in klinische Studien am Menschen einbringen können, obwohl bis dahin noch viele Schritte erforderlich sind«, so Cohen in einer Pressemeldung des Instituts. Man gehe nicht davon aus, dass diese Methode bestehende SARS-CoV-2-Impfstoffe ersetzen wird, aber es sei gut, neue Tools für künftig auftretende virale Bedrohungen zur Hand zu haben.
Nichtsdestotrotz lösten die Nanopartikel auch neutralisierende Reaktionen gegen SARS-CoV-2 aus. Eine Hypothese der Seniorautorin Professor Dr. Pamela Björkman lautet: »Es könnte möglich sein, sie jetzt zum Schutz vor Covid-19 einzusetzen.«
DOI: 10.1126/science.abf6840
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