In Graz fand man heraus, wie Bakterien kleine Transportbehälter an ihrer Außenhaut bilden, die krankmachende Giftstoffe enthalten. Dies kann die Produktion einer neuen Generation von Impfstoffen verbessern.
Wer Impfung sagt, meint meistens eine Injektion, ein „Pieksi“ wie Kinderärzte gern beschönigen. Molekularbiologen der Uni Graz wollen aber weg von Nadeln und hin zum Nasenspray. Gegen Grippe wird bereits ein Impfstoff via Nasenspray angewendet. „Influenza ist ein Virus, doch gegen bakterielle Krankheitserreger gibt es noch keine intranasale Impfung“, sagt Stefan Schild vom Institut für Molekulare Biowissenschaften. „Wir wollen Impfstoffe ermöglichen, die in Entwicklungsländern kostengünstig produziert werden können.“
Durch Injektionen kann es dort zu Problemen kommen: Entweder fehlt das medizinische Personal für die Impfung, oder die hygienischen Bedingungen sind schlecht. Ein Nasenspray gewährt mehr Sicherheit als ein Stich durch die Haut.
Doch nicht nur die Verabreichungsform soll das Impfen revolutionieren; vielmehr die Herstellungsmethode der Impfstoffe, die gegen Cholera, Reisedurchfall, Mittelohrentzündung, die chronische Lungenkrankheit COPD oder die Rindergrippe helfen sollen. Denn Schild und seine Kollegen können Membranstücke von Bakterien nutzen, die bisher fast unbeachtet blieben: Außenmembran-Vesikel heißen die kleinen Blasen, die bei einer großen Gruppe von Bakterien standardmäßig auftreten.
Sogenannte gramnegative Bakterien geben Substanzen, die innerhalb der Zelle schwimmen, nicht nur durch Poren nach außen ab, sondern bilden auch Blasen, wie kleine Luftballons, die angefüllt mit Substanzen nach außen aufplatzen können. Durch diese Bläschen geben etwa die Erreger der Cholera ihre Giftstoffe in unserem Darm ab, was zu den schweren Symptomen führt.
Erreger gezielt bekämpfen
„Das Gute an Vesikeln ist, dass ihre Oberfläche exakt der Oberfläche der lebenden Bakterien entspricht“, so Schild. Bei einer vorbeugenden Impfung wird unser Immunsystem also mit dem korrekten Abbild der Bakterienhaut konfrontiert und kann passende Antikörper bilden. Diese finden dann im Krankheitsfall die Erreger schneller, um sie gezielt zu bekämpfen.
Im Gegensatz dazu kann es bei Impfstoffen, die abgetötete Bakterienteile enthalten, passieren, dass die Antikörper nach der Impfung nicht exakt mit der Oberfläche des lebenden Erregers übereinstimmen, was die Wirksamkeit mindert. „Denn beim Abtöten der Bakterien können sich Oberflächenstrukturen verändern“, sagt Schild. Nicht so bei der in Graz entwickelten Produktion der Vesikel-Impfstoffe. Nach zigfachem Filtern und Zentrifugieren sind die kleinen Bläschen von den krankmachenden Bakterien sauber getrennt, doch ihre Oberfläche ist eine exakte Kopie des Originals.
Bisher war nicht ganz klar, wie diese Außenmembran-Vesikel entstehen. „Man impft aber nur ungern mit etwas, von dem man nicht weiß, wo es herkommt“, so Schild. Sein Team hat das Rätsel nun gelöst und im Fachjournal „Nature Communications“ publiziert (siehe Lexikon).
Durch diese Entschlüsselung legen die Grundlagenforscher gleich noch einen Ansatz zur Krankheitsbekämpfung: Findet man einen Trick, wie man während einer Infektion die Vesikelbildung über Medikamente reduziert, kann man die Symptome etwa von Cholera schneller in den Griff bekommen.
LEXIKON
Außenmembran-Vesikel (AMV) sind Bläschen, die gramnegative Bakterien an ihrer Außenhaut bilden. Die Grazer Forscher entdeckten, dass Eisen ein Schalter für die Vesikelbildung ist: Fehlt es, wird ein Fetttransporter in der Außenhaut blockiert, sodass sich dort Fett ansammelt. Dieses Fett bläht die Außenmembran auf, das Vesikel kann sich vom Bakterium lösen. Bisher gibt es weltweit erst eine Impfung durch AMV: gegen eine Hirnhautenzündung. Im Gegensatz zum Nasenspray, den die Grazer anstreben, wird diese injiziert.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 06.02.2016)