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Genkanone stoppt Grippeviren

Ein überraschend einfacher Impfstoff aus gereinigtem Erbmaterial kann Versuchstiere vor tödlichen Grippeerregern schützen, wie amerikanische Wissenschaftler an der Medical School der Universität Massachusetts gezeigt haben. Nachdem Harriet L. Robinson den Mäusen und Hühnern zwei Mal im Abstand von vier Wochen nackte Gene in die Muskeln oder den Blutkreislauf injiziert hatte, begannen die Tiere mit der Produktion schützender Eiweiße. Auch nach dem Einträufeln der fremden Gene in Nase oder Luftröhre konnten die meisten Nager die Viren abwehren. Als beste Methode erwies sich jedoch der Beschuß mit einer „Genkanone“ bei dem das an winzige Goldkügelchen gebundene Erbmaterial unter die Haut gefeuert wurde.

Mit diesem Verfahren benötigten die Forscher nicht einmal ein Millionstel Gramm der Erbsubstanz DNA, verteilt auf zwei Impfungen. Anschließend überlebten bis zu 95 Prozent der Mäuse eine Infektion mit dem Grippevirus (Influenza). Dagegen starben jeweils sieben von acht unbehandelten Kontrolltieren. Verwandte des Influenzavirus rufen auch beim Menschen immer wieder gewaltige Epidemien hervor, die vor allem für Kinder und Alte tödlich enden können.

Gebräuchliche Impfstoffe enthalten entweder abgetötete Erreger, deren harmlose Verwandte, oder Viruseiweiße, die zum Teil mit Hilfe gentechnischer Methoden hergestellt werden. Durch sie werden Abwehrzellen aktiviert, die im Ernstfall auch vollständige Krankheitserreger angreifen und unschädlich machen können.

Die Versuchstiere in der Arbeitsgruppe von Professor Robinson stellten ihren Impfstoff dagegen selbst her. Sie nutzten dabei die in den fremden DNA-Molekülen verschlüsselte Bauanleitung zur Herstellung von Hämagglutinin. Dieses Eiweiß ist für die Vermehrung von Grippeviren unverzichtbar, weil es ihnen das Eindringen in die Körperzellen ihrer Opfer ermöglicht. Das „hausgemachte“ Hämagglutinin aktivierte jedoch die Abwehrzellen ebenso gut wie das Original und verhinderte so die Ausbreitung der Angreifer. Gelänge es, die Impfung mit nackter, gereinigter Erbsubstanz auf den Menschen zu übertragen, liesen sich womöglich viele Komplikationen durch Zusatzstoffe und abgeschwächte Erreger vermeiden.

(erschienen in den Kieler Nachrichten am 15.1., dem General-Anzeiger (Bonn) am 19.2., und der Berliner Morgenpost am 20.2.1994)

Quelle: Fynan, E F et al. “DNA vaccines: protective immunizations by parenteral, mucosal, and gene-gun inoculations.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America vol. 90,24 (1993): 11478-82. doi:10.1073/pnas.90.24.11478.

Waffe gegen Grippevirus

Australischen Forschern ist es gelungen, ein Molekül herzustellen, das die Vermehrung von Grippeviren in Labormäusen verhindert. Damit ist man einem Medikament zur Behandlung der Grippe (Influenza) einen bedeutenden Schritt näher gekommen. Die Fähigkeit des Erregers, seine Oberflächenstrukturen immer wieder zu verändern, hat die Entwicklung eines fortdauernden Impfschutzes bisher verhindert. Anders als der Schnupfen kann die Grippe, die oft in weltweiten Epidemien auftritt, schwerwiegende Folgen haben. Besonders Kinder und ältere Menschen erliegen bakteriellen Lungenentzündungen im Gefolge der Influenza. In der Bundesrepublik forderte die Krankheit 1983 37 Todesopfer, seitdem sind die Zahlen rückläufig.

Peter Colman - Wikipedia
Peter Colman (Foto: The Royal Society [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons)

Für die Attacke auf den menschlichen Körper sind zwei Eiweißstoffe für das Virus unverzichtbar: Hämagglutinin (HA) wird als „Anker“ benutzt, mit dem die Grippeerreger an die Zellen der Atemwege binden; mit Neuraminidase befreien sich neugebildete Viruspartikel von ihren Wirtszellen. Peter Colman, der Leiter des Projekts, hatte 1983 eine Vertiefung auf der Oberfläche dieses Eiweißes entdeckt, die offensichtlich bei allen Stämmen des Grippeerregers die gleiche Form hat. Obwohl die Wissenschaftler schon zuvor Substanzen entwickelt hatten, die die Aktivität der Neuraminidase im Reagenzglas unterdrücken, blieben Tierversuche zunächst erfolglos.

Erst nach der Aufklärung der Molekülstruktur mittels Röntgenkristallographie waren die Forscher in der Lage, Substanzen zu entwerfen, die genau in die „Tasche“ auf der Virusoberfläche passen. Dies hindert den Erreger in seiner Vermehrung und gibt dem Immunsystem die Chance, verbliebene Partikel zu vernichten. Mit diesen neuen Wirkstoffen gelang es der Arbeitsgruppe dann zum ersten Mal, auch im Tierversuch die Virusvermehrung zu blockieren. Mit jedem Molekül, das die Wissenschaftler seitdem getestet haben, konnte die Wirkung weiter verbessert werden. Wenn sich aus dieser Forschungsarbeit eine Therapie entwickeln lässt, würde das nicht nur Gesunden helfen, das Virus abzuwehren. Erstmals stände auch eine Methode zur Verfügung, bereits erkrankte Personen zu heilen.

(erschienen in der WELT am 22. Juli 1989)

164-glasses-2@2x  Quelle: New Scientist: Synthetic molecule disables the flu virus. 24. Juni 1989

 

59-info@2x  Was ist daraus geworden? Mit dieser Meldung, geschrieben noch in meiner Praktikantenzeit, hatte ich offenbar einen guten Riecher. Wegen genau dieser Forschungsarbeit wurde Colman im Jahr 2014 in die Royal Society aufgenommen, den wohl vornehmsten Club von Wissenschaftlern weltweit. In seinem Profil dort heißt es, dass Colman mit Zanamivir eine der ersten Arzneien geschaffen habe, die am Reißbrett entworfen wurde (durch „structure-based design“). Es war zugleich der erste Neuraminidase-Hemmer gegen Influenza.