Bedeutet Multi-Strain-Antikörper das Ende der jährlichen Grippe-Impfungen?

Der jährliche Grippeimpfstoff hält nur eine Saison an, weil er Immunantikörper auslöst, die spezifisch auf einen Teil des Grippevirus abzielen, der sich jedes Jahr ändert. Aber was wäre, wenn es möglich wäre, einen Teil anzusteuern, der sich nicht so häufig änderte, und dieser Teil war in verschiedenen Stämmen derselbe, so dass ein Antikörper gegen viele Grippestämme ansprechen konnte: Breite statt Spezifität? Es scheint, dass ein Team von Wissenschaftlern des Howard Hughes Medical Institute (HHMI) einen solchen Antikörper namens CH65 gefunden hat. Sie schreiben über ihre Entdeckung in der 8. August Ausgabe des Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Unter Studienleiter Dr. Stephen C. Harrison, einem HHMI-Forscher und Professor für Biologische Chemie und Molekulare Pharmakologie und Pädiatrie, an der Harvard Medical School und am Children's Hospital, Boston, wandte sich das Team inspirierend an die Vielfalt des menschlichen Immunsystems Harrison erklärte der Presse:
"Unser Ziel ist es zu verstehen, wie das Immunsystem Antikörper auswählt und diese Informationen verwendet, um besser zu einem Impfstoff zu kommen, der Sie in eine Richtung führt, die Breite gegenüber Spezifität bevorzugt."
Wenn das Grippevirus in unseren Körper eindringt, reagiert unser Immunsystem, indem es Antikörper produziert, die Antigene angreifen, hauptsächlich jene auf der äußeren Schutzhülle des Virus. Das Virus hat eine Reihe verschiedener Antigene, und jedes unserer Immunsysteme reagiert leicht unterschiedlich und produziert eine Vielzahl von Antikörpern in einer menschlichen Population, aber nicht in einem Individuum.
Es gibt mehrere Stämme von Grippeviren, und diese mutieren häufig, wobei die meisten Veränderungen in den Genen liegen, die für die Glykoproteinmoleküle auf ihrer äußeren Beschichtung kodieren. Hier produziert unser Immunsystem vor allem Antikörper für: und insbesondere die Oberflächenproteine ??Hämagglutinin und Neuraminidase. Wenn das Virus mutiert, verändern diese "Stollen" auf seiner äußeren Hülle die Form und geben ihm ein neues Aussehen, das das menschliche Immunsystem nicht erkennt und nicht angreifen kann, bis es ein neues Toolkit von Antikörpern produziert hat, zu welcher Zeit das Virus ist eingedrungen und hat begonnen sich zu vermehren, und die Person leidet an der Grippe.
Der Grippeimpfstoff ermöglicht uns einen Vorsprung bei diesem Prozess. Wenn der Impfstoff in unseren Körper gelangt, hat er bereits (wenn die Impfstoffdesigner die Stämme, die in der nächsten Grippesaison zirkulieren werden, "richtig eingeschätzt") die neuen Antigene, also beginnt unser Immunsystem damit, das neue Antikörper-Toolkit vor dem erwarteten Virus zu produzieren Invasion.
Die Entwicklung eines effektiven jährlichen Grippeimpfstoffs beruht auf der Vorhersage, welche Antigen-Stollen die neuen Grippestämme in der kommenden Saison auf ihren Mänteln tragen werden. Harrison und Kollegen beschreiben dies als:
"Die saisonale antigene Drift des zirkulierenden Influenzavirus führt zu einer Notwendigkeit für häufige Veränderungen der Impfstoffzusammensetzung, da Exposition oder Impfung menschliche Antikörper mit begrenzter Kreuzneutralisierung von gedrifteten Stämmen hervorruft."
Was wäre aber, wenn Sie über die vielfältigen Reaktionen des menschlichen Immunsystems auf die Grippe schauen könnten, wenn Sie Antikörper finden, die einen Teil des Virus angreifen, der sich nicht so häufig verändert hat?
Sie könnten dies tun, wenn Sie genomische Technologie hätten, mit der Sie schnell die Moleküle im Immunsystem des Menschen scannen können. Dies gelang Harrison und Kollegen mit Hilfe von Mitarbeitern der Duke University in Durham, North Carolina.
"Was uns erlaubt, ist eine Momentaufnahme der verschiedenen Arten von Antikörpern, die bei einer Person als Antwort auf einen Impfstoff hergestellt werden", sagte Harrison.
Zu ihrer Überraschung und unerwartet fanden sie einen Antikörper, der mehrere Stämme des Grippevirus erkannte: den humanen monoklonalen Antikörper CH65.
Sie waren überrascht, weil Wissenschaftler vorher geglaubt hatten, dass Antikörper den Teil des Grippevirus, den CH65 zu erreichen scheint, nicht angreifen konnten.
CH65 zielt auf einen Teil des Hämagglutinin-Oberflächenproteins ab, das das Virus nicht so leicht mutieren kann, ohne seine Fähigkeit zur Infektion menschlicher Zellen zu verringern. Der Teil ist die "Rezeptortasche", die die Rezeptoren auf menschlichen Zellen erkennt, an die das Virus bindet, um Zugang zu erhalten, in Zellen einzudringen und ihre Ressourcen zu entführen. Wenn dieser Teil mutieren würde, würde er die menschlichen Rezeptoren nicht erkennen und der Virus würde versagen.
Harrison sagte, viele Wissenschaftler hätten aufgrund der größeren Antikörpergröße im Vergleich zu ihren Zielstellen angenommen, dann würden alle, die auf den Rezeptorbinderbereich abzielten, auch die umgebenden, veränderlicheren Bereiche anvisieren, wenn sie also mutierten, würden die Antikörper nicht binden.
Aber es scheint, dass CH65 so fest an die Rezeptortasche bindet, dass es diese Fähigkeit behält, selbst wenn umgebende Bereiche mutieren.
Um CH65 zu finden, begannen Harrison und Kollegen mit Zellen von einem Spender, der den Grippeimpfstoff 2007 erhalten hatte. Unter Verwendung der neuen genomischen Werkzeuge erzeugten sie eine Reihe von Antikörpern aus den Spenderzellen, um gegen verschiedene Grippestämme zu testen. CH65 war einer von diesen.
Mit Hilfe von Mitarbeitern der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) konnte das Team von Harrison die Antikörper gegen 36 zwischen 1988 und 2007 aufgetretene Grippe-Stämme testen. CH65 erkannte und erfolgreich das Hämagglutinin von 30 von ihnen ab.
Als sie CH65 mit anderen Antikörpern desselben Spenders verglichen, konnte das Team herausfinden, wie sich das Immunsystem des Spenders entwickelt hat, um eine Reihe von Antikörpern mit einer breiten Immunität als Folge von mehreren Virusexpositionen im Laufe der Zeit zu produzieren.
Harrison sagte:
"Es ist zwar ungewöhnlich, solche breit wirksamen Antikörper gegen das Grippevirus zu finden, aber sie sind vielleicht häufiger, als wir annehmen."
"Das sagt uns, dass das menschliche Immunsystem seine Antwort auf die Grippe genau einstellen kann und tatsächlich, wenn auch mit einer geringen Häufigkeit, Antikörper produziert, die eine ganze Reihe von Stämmen neutralisieren", fügte er hinzu.
Aber hier ist eine offensichtliche Frage, die viele an dieser Stelle stellen könnten: Wenn wir einfach einen Impfstoff auf der Basis von CH65 produzieren, wird das nicht nur einen "evolutionären Druck" erzeugen, der dazu führt, dass der Grippevirus beginnt, seinen Rezeptor zu mutieren Bindungstasche? Und dann wären wir wieder auf Platz eins und müssten jedes Jahr eine neue Impfung machen.
Aus diesem Grund ziehen Harrison und Kollegen es vor, diese Entdeckung zumindest für den Augenblick in eine etwas andere Richtung zu lenken.
Was sie jetzt tun wollen, ist CH65 zu untersuchen, wie das Immunsystem eines Individuums wählt, welche Antikörper produziert werden, wenn es mit einem Virus konfrontiert wird, weil es nicht alle Antigene anpackt, denen es begegnet. Auch wenn das Immunsystem einiger Menschen CH65 produzieren kann, gibt es dann eine Möglichkeit, alle anderen dazu zu bringen, dasselbe zu tun?
Anstatt also direkt den Impfweg einzuschlagen, wollen Harrison und seine Kollegen einen Schritt zurückgehen und, wie Harrison erklärte, "versuchen zu verstehen, wie das Immunsystem nach Antikörpern sucht und diese Informationen nutzen, um einen Impfstoff besser zu machen." Sie in eine Richtung, die Breite über Spezifität bevorzugt ".
"Die Entwicklung eines Grippeimpfstoffs ist derzeit ein hit-or-miss-Unternehmen", fuhr Harrison fort. "Wir impfen mit einem Virus oder einem Teil eines Virus und hoffen, dass sich die Immunantwort in eine nützliche Richtung entwickelt."
"Aber für Viren wie Influenza, die schnell mutieren, wollen wir eine Antwort haben, die sowohl die Belastung des Virus im Impfstoff als auch viele verwandte Stämme sehr gut blockiert. Diese Ergebnisse zeigen, welche Strategien wir anwenden könnten erreiche dieses Ziel ", fügte er hinzu.
Harrison arbeitet nun mit einem anderen HMMI-Forscher, Dr. Nikolaus Grigorieff, einem Professor für Biochemie an der Brandeis Universität in Waltham, Massachusetts, um mehr über die Struktur von Antikörpern zu erfahren und wie sich diese als Reaktion auf die Impfung verändert. Sie hoffen, im Laufe der Zeit Schnappschüsse von Antikörperstrukturen zu machen und dabei hoffentlich ein Muster zu finden, das aufzeigt, wie der Immunologe auswählt, für welche Strukturen er sich entscheiden soll.
Harrison sagte, andere Forscher könnten CH65 auf den klinischen Weg nehmen. Einige sprechen von "therapeutischen Antikörpern", die schwer erkrankten Grippepatienten oder Patienten mit geschwächtem Immunsystem verabreicht werden können, um ihnen bei der Bekämpfung des Virus zu helfen. Er sagte, CH65 sei ein "sehr interessantes Molekül, das man in Betracht ziehen könnte".
Geschrieben von Catharine Paddock

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