Genmanipulation für perfektionierte Impfstoffe
Staphylococcus aureus und Streptococcus pyogenes sind wichtige Humanpathogene, die vor allem angesichts zunehmender Antibiotikaresistenzen mehr denn je sichere und wirksame neue Impfstoffe erfordern. Ein weiteres Problem derzeitiger Impfstoffe gegen Streptococcus pyogenes ist das potentielle Risiko einer Kreuzreaktivität von Impfstoff-induzierten Antikörpern und menschlichem Gewebe, was zu Immunerkrankungen wie rheumatischem Fieber als Hauptursache für chronisches Herzversagen und Mortalität führen kann. So sollte das EU-finanzierte Projekt "Gram positive surface proteins in immune evasion" (SURFACE) oberflächenexponierte Antigene als Impfstoff-Targets untersuchen. Schwerpunkt war das Oberflächen-exprimierte Polysaccharid GAC (Group A carbohydrate), dem Hauptbestandteil der bakteriellen Zellwand. Obwohl GAC bereits als universeller Impfstoff gegen Streptokokken der Gruppe A validiert wurde, bestanden theoretische Bedenken zur Kreuzreaktivität der erzeugten Antikörper mit menschlichem Gewebe, die die Weiterentwicklung verhinderten. Um die biologische Funktion des GAC-Antigens zu untersuchen, erzeugten die Forscher von SURFACE Bakterien mit spezifischen Gendeletionen, die modifizierte GAC-Strukturen exprimieren. Diesen Strukturen fehlten spezifische Epitope, die Kreuzreaktivität induzieren. Tests der Knockout-Bakterien in mehreren Assays und Tiermodellen zeigten, dass sie für das Immunsystem leichter zugänglich sind, und auch die Mortalität und Morbidität im Vergleich zum Wildtyp niedriger ist. Schließlich untersuchte das Forscherteam, inwieweit modifiziertes Kohlenhydrat sich als wirksames Impfstoff-Antigen eignet. Impfversuche mit dem modifizierten Antigen ergaben eine breite Abdeckung gegen alle Serotypen von Streptococcus der Gruppe A, ohne dass das Risiko einer Autoimmunität bestand. Der über ein internationales Patent abgedeckte Impfstoff von SURFACE soll demnächst klinisch getestet werden. Insgesamt lieferte das Projekt genetische und funktionelle Einblicke in Antigene und wie diese für die Impfstoffentwicklung genutzt werden könnten.
