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PARAGONE: vaccines for animal parasites

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Arbeit an neuen Impfstoffen gegen schwierige Nutztierparasiten

Weltweit entwickeln Nutztierparasiten bereits Wirkstoffresistenzen. Mit Fördermitteln der EU arbeiten darum jetzt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an neuen Impfstoffen und verbesserten Impfsystemen gegen wirtschaftlich bedeutende Parasiten.

LEBENSMITTEL UND NATÜRLICHE RESSOURCEN

© Moredun Photo Library 2019

Impfstoffe sind bei der Krankheitsbekämpfung eine sicherere und umweltfreundlichere Alternative zu Medikamenten, da sie keine Rückstände hinterlassen und keine Resistenzen bei den Parasiten hervorrufen. Doch mehrzellige Parasiten sind im Vergleich zu Viren und Bakterien komplexe Organismen und Impfstoffe gegen sie darum nicht so einfach herzustellen. „Parasiten haben sich über Millionen Jahre mit ihren Wirten so entwickelt, dass sie mit allen möglichen Tricks in oder auf anderen Tieren leben können, ohne von deren Immunsystem entdeckt zu werden. Darum sind sie ziemlich schwer anzuvisieren“, so der Hauptforscher im EU-finanzierten Projekt Paragone, Dr. Alasdair Nisbet, der auch Leiter Impfstoffe am für die Projektkoordination zuständigen Moredun Research Institute im Vereinigten Königreich ist. Das Team von Paragone arbeitete an sechs bestehenden Impfstoffprototypen, die gegen die am stärksten verbreiteten Parasiten bei Nutztieren wie Schafen, Rindern und Geflügel vielversprechend schienen.

Ein vereinfachter Impfstoff gegen Würmer beim Schaf

Fortschritte gab es bei einem Impfstoff gegen den Braunen Magenwurm (Teladorsagia circumcincta) beim Schaf. Der erste Prototyp des Impfstoffs hatte acht verschiedene Bestandteile. „Sechs der rekombinanten Proteine wurden in Bakterien erzeugt, zwei in Hefen und dann wurden alle zum Impfstoff vermischt. Der Prototyp hat zwar gewirkt, aber für eine kommerzielle Herstellung war er zu kompliziert und zu teuer“, so Nisbet. Dann wurden die für den Schutz gegen den Parasiten relevantesten Proteine bestimmt. „Am Ende des Projekts konnten wir einerseits einen Impfstoff testen, der nur aus zwei Komponenten bestand, und andererseits ein mathematisches Modell erstellen, mit dem sich für verschiedene Wirkstärken des Impfstoffs die praktischen Ergebnisse vorhersagen lassen“, so Nisbet. Er ergänzt aber, dass noch weitere Arbeiten nötig sein werden, bevor ein kommerzieller Hersteller den Wirkstoff übernehmen würde.

Alternative Ansätze für gängige Impfstoffe

Versuche zur Evaluierung von Impfstoffprototypen gegen den Großen Leberegel (Fasciola hepatica) zeigten das Potenzial alternativer Ansätze für gängige Impfstoffe sowie wertvolle Erkenntnisse darüber, wie der Parasit das Immunsystem umgeht. Aus früheren Forschungsarbeiten ist bekannt, dass bestimmte Proteine des Egels, die das Immunsystem stimulieren oder unterdrücken, als Impfstoff mit Einzelprotein Schutz bieten, aber nicht als Impfstoff mit kombinierten Proteinen. Ein Impfstoff gegen die Saugmilbe (Psoroptes ovis) zeigte bei Schafen ein gutes Schutzniveau. Doch bei Rindern – bei denen derselbe Parasit Körperräude verursachen kann – lieferte er kein vielversprechendes Ergebnis. Zwei weitere Impfstoffe gegen die Magen-Darm-Würmer Ostertagia ostertagi (Brauner Magenwurm) und Würmer aus der Gattung Cooperia zeigten bei verschiedenen Cooperia, die mit einem „natürlichen“ Impfstoff geschützt waren, stark ausgeprägte Kreuzimmunität, während eine rekombinante Version, die für einen kommerziellen Einsatz nötig wäre, keinen Schutz bot. Ähnlich war die Situation bei einem Impfstoffprotoyp für Ostertagia ostertagi. Die Gründe für diese Unterschiede müssen also noch weiter erforscht werden.

Bessere Verabreichung

Fortschritte wurden bei einem effektiveren Impfsystem erzielt, das gegen die Rote Vogelmilbe (Dermanyssus gallinae) bei Hennen lang anhaltende und wirksame Immunreaktionen hervorrief. „Die Erzeuger können die Hennen nicht ständig herausholen, um sie zu impfen. Sie wollen die jungen Hennen einmalig impfen und dann beständige Immunität über den Legezyklus haben“, so Tom McNeilly, Leiter Seuchenbekämpfung bei Moredun. Für den Impfstoffprototypen wurden drei verschiedene Verabreichungssysteme mit Hilfsstoffen getestet und am Ende wurde ein „klarer Sieger“ gefunden, der auf einem neuartigen Hilfsstoff basiert, so McNeilly. Wie auch das EU-finanzierte Projekt SAPHIR, in dem Nutztierimpfungen entwickelt wurden, die den Einsatz von Antibiotika senken sollten, hat Paragone in der Grundlagenforschung große Fortschritte eingeleitet, zum Beispiel durch die Charakterisierung der Immunantwort auf die Impfstoffe und Möglichkeiten, eine Immunantwort auf Impfantigene hervorzurufen, was auch abseits von Impfungen gegen Parasiten von Relevanz ist.

Schlüsselbegriffe

Paragone, Parasit, Impfstoff, Impfung, Nutztiere, Schafe, Rinder, Geflügel, Hühner, Leberegel, Rote Vogelmilbe

Projektinformationen

ID Finanzhilfevereinbarung: 635408

Status

Abgeschlossenes Projekt

  • Startdatum

    1 April 2015

  • Enddatum

    31 März 2019

Finanziert unter:

H2020-EU.3.2.

  • Gesamtbudget:

    € 8 998 559,75

  • EU-Beitrag

    € 8 998 559,75

Koordiniert durch:

MOREDUN RESEARCH INSTITUTE