Neue Impfung ohne Nadel durch ein Außenmembranvesikel

Funktion der Außenmembranvesikel entschlüsselt – Neu Impfstoffe und Behandlungsansätze möglich
Die abgestoßene Außenhaut (Außenmembranvesikel) von Bakterien könnte in Zukunft die Entwicklung von Impfstoffen revolutionieren. Ein Forscherteam um Professor Dr. Stefan Schild vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz hat die Entstehung und Funktion der Außenmembranvesikel entschlüsselt, wodurch neue Ansätze bei der Impfstoffentwicklung eröffnet werden. Bereits vor einigen Jahren hatten die Wissenschaftler um Prof. Schild das Patent für Impfungen ohne Nadel auf Basis der Außenmembranvesikel angemeldet. Nun sind sie hier einen deutlichen Schritt weitergekommen.

Kostengünstige, einfach anwendbare Impfungen ohne Nadel sind das Ziel der Forscher um Professor Dr. Stefan Schild vom Institut für Molekulare Biowissenschaften. Ihre patentiertes Verfahren setzt auf eine Immunisierung durch Außenmembranvesikel. Dies sind abgestoßene Außenhäute von ganz bestimmten Bakterien – darunter die Erreger von Cholera und schweren Atemwegserkrankungen. Menschen entwickeln als Reaktion auf die Außenmembranvesikel erfolgreich Antikörper, so die Mitteilung der Forscher. Ihre Ergebnisse haben Schild und Kollegen in dem Fachmagazin „Nature Communications“ veröffentlicht.

Entstehung und Funktion der Außenmembranvesikel erklärt
Den Grazer Wissenschaftlern ist in Zusammenarbeit mit US-Forschern der University of Alberta nun erstmals die Entschlüsselung des Entstehungsmechanismus und der Funktionsweise der Außenmembranvesikel gelungen, so die Mitteilung des Instituts für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz. Die Ergebnisse helfen bei der Verbesserung der Produktion des Impfstoff-Kandidaten und „außerdem haben wir eine neue Therapie-Möglichkeit für die Krankheiten entdeckt“, betonen die Biowissenschaftler. Denn Bakterien geben mit Hilfe der Außenmembranvesikel auch Toxine und andere Substanzen in den menschlichen Organismus ab, welchen einen maßgeblichen Einfluss auf den Krankheitsverlauf haben. Durch ein Eingreifen in den Mechanismus der Außenmembranvesikel ließe sich dies möglicherweise verhindern.

Transporter der Bakterien
Den Angaben der Forscher zufolge haben „alle gram-negativen Bakterien, zu denen auch zahlreiche Krankheitserreger zählen, einen so genannten Lipidtransporter, der Fettbestandteile der Außenmembran wieder ins Innere des Mikroorganismus befördert.“ Dabei fungiere Eisen als eine Art „Schalter“ für dieses System. Ist nicht ausreichend Eisen vorhanden, wird der Transporter gestoppt. Dies habe zur Folge, dass sich Fette in der Bakterienhülle so stark anhäufen, dass Ausbuchtungen der Hülle entstehen. „Schließlich spaltet sich die Außenhaut kugelförmig ab und befördert auf diesem Weg auch Gifte in den Wirt, die die Krankheit auslösen“, erläutert Professor Schild.

Neuer Ansatz zur Behandlung bakterieller Infektionen
Die Wissenschaftler betonen, dass sie gerade erst beginnen zu verstehen, welche Rolle die Außenmembranvesikel genau spielen. Zusammenfassend lasse sich feststellen, dass diese für die Bakterien Stoffe ab- und zuführen können. So werde erstmals deutlich, warum viele bakterielle Erreger krank machende Gifte in diese Kügelchen verpacken. Weil die Mikroorganismen im menschlichen Körper niemals ausreichend Eisen bekommen, werden rasch sehr viele für den Wirt schädlichen Außenmembranvesikel produziert, erläutern Professor Schild und Kollegen. Die aktuellen Erkenntnisse helfen nicht nur, die Menge der Außenmembranvesikel und damit des Impfstoffes zu steuern, sondern bei bereits ausgebrochenen Krankheiten könne durch einen neuen Therapieansatz auch eine rasche Behandlung möglich werden, so die Forscher weiter. „Wenn man in dieses Transportsystem der Mikroorganismen eingreift und die Abspaltung der Vesikel stoppt, könnte man etwa die Aussendung von Toxinen verhindern“, betont Professor Schild. (fp)