Es wurde ein universeller RNA-Impfstoff entwickelt, der gegen alle Virusstämme wirksam ist.

Forscher der University of California, Riverside, haben eine neue RNA-basierte Impfstrategie vorgestellt, die gegen alle Virusstämme wirksam und selbst für Säuglinge und Menschen mit geschwächtem Immunsystem sicher ist.

Jedes Jahr versuchen Wissenschaftler vorherzusagen, welche vier Grippeviren die kommende Saison dominieren werden. Und jedes Jahr erhalten die Menschen einen aktualisierten Impfstoff in der Hoffnung, dass die Wissenschaftler die Virenstämme richtig identifiziert haben.

Dieselbe Situation besteht bei den COVID-19-Impfstoffen, die angepasst werden, um die in den Vereinigten Staaten am häufigsten zirkulierenden Virusstämme zu bekämpfen.

Diese neue Strategie könnte die Entwicklung unterschiedlicher Impfstoffe überflüssig machen, da sie auf einen Teil des Virusgenoms abzielt, der allen Stämmen gemeinsam ist. Der Impfstoff, sein Wirkmechanismus und der Nachweis seiner Wirksamkeit an Mäusen werden in einem Artikel in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences beschrieben.

„Was ich an dieser Impfstrategie hervorheben möchte, ist ihre Vielseitigkeit“, sagte Zhong Hai, Virologe an der UCR und Autor der Studie. „Sie ist auf viele Viren anwendbar, wirksam gegen alle Varianten und für viele Menschen sicher. Dies könnte der Universalimpfstoff sein, nach dem wir gesucht haben.“

Impfstoffe enthalten typischerweise entweder eine abgetötete oder eine modifizierte lebende Version des Virus. Das Immunsystem erkennt das Virusprotein und löst eine Immunreaktion aus. Es produziert T-Zellen, die das Virus angreifen und seine Ausbreitung verhindern. Es produziert außerdem sogenannte „Gedächtnis“-B-Zellen, die das Immunsystem auf die Abwehr zukünftiger Angriffe trainieren.

Der neue Impfstoff verwendet ebenfalls eine lebende, modifizierte Version des Virus, verlässt sich jedoch nicht auf die traditionelle Immunantwort oder aktive Immunproteine. Dies macht ihn sicher für Säuglinge mit unreifem Immunsystem und Menschen mit geschwächtem Immunsystem. Stattdessen setzt der Impfstoff auf kleine RNA-Moleküle, um das Virus zu unterdrücken.

„Der Wirt – ein Mensch, eine Maus oder ein anderes Lebewesen – reagiert auf eine Virusinfektion mit der Produktion kleiner interferierender RNAs (siRNAs). Diese RNAs unterdrücken das Virus“, erklärt Shouei Ding, Professor für Mikrobiologie an der UCR und Hauptautor des Artikels.

Viren verursachen Krankheiten, weil sie Proteine produzieren, die die RNAi-Reaktion des Wirtes blockieren. „Wenn wir ein mutiertes Virus erschaffen, das das Protein, das unsere RNAi-Reaktion unterdrückt, nicht produzieren kann, können wir das Virus schwächen. Es kann sich zwar bis zu einem gewissen Grad replizieren, verliert dann aber den Kampf gegen die RNAi-Reaktion des Wirtes“, fügte Ding hinzu. „Dieses geschwächte Virus könnte als Impfstoff eingesetzt werden, um unsere RNAi-Immunantwort zu stärken.“

Um diese Strategie am Mausvirus Nodamura zu testen, verwendeten die Forscher mutierte Mäuse ohne T- und B-Zellen. Eine einzige Impfung schützte die Mäuse mindestens 90 Tage lang vor einer tödlichen Dosis des unveränderten Virus. Studien legen nahe, dass neun Tage im Leben einer Maus etwa einem Menschenjahr entsprechen.

Für Säuglinge unter sechs Monaten gibt es nur wenige geeignete Impfstoffe. Allerdings produzieren selbst neugeborene Mäuse kleine RNAi-Moleküle, was erklärt, warum der Impfstoff sie schützte. Die University of California, Riverside, hat bereits ein US-Patent für diese RNAi-Impfstofftechnologie erhalten.

2013 veröffentlichte dasselbe Forschungsteam eine Studie, die zeigte, dass Grippeinfektionen ebenfalls die Produktion von RNAi-Molekülen auslösen. „Unser nächster Schritt ist es daher, dieses Konzept zu nutzen, um einen Grippeimpfstoff zum Schutz von Babys zu entwickeln. Wenn wir erfolgreich sind, sind sie nicht mehr auf die Antikörper ihrer Mütter angewiesen“, sagte Ding.

Der Grippeimpfstoff wird voraussichtlich als Spray verabreicht, da viele Menschen Nadeln nicht mögen. „Atemwegsinfektionen werden durch die Nase übertragen, daher ist ein Spray möglicherweise eine bequemere Verabreichungsmethode“, sagte High.

Darüber hinaus halten die Forscher es für unwahrscheinlich, dass das Virus mutiert und dieser Impfstrategie entgeht. „Viren können in Bereichen mutieren, die von herkömmlichen Impfstoffen nicht angegriffen werden. Wir zielen jedoch mit Tausenden kleiner RNAs auf ihr gesamtes Genom ab. Dem werden sie nicht entgehen können“, sagte High.

Letztendlich glauben die Forscher, dass sie diese Strategie „ausschneiden und einfügen“ können, um einen universellen Impfstoff für eine beliebige Anzahl von Viren zu entwickeln.

„Es gibt mehrere bekannte menschliche Krankheitserreger: Dengue, SARS, COVID. Sie alle haben ähnliche virale Funktionen“, sagte Ding. „Diese Strategie sollte aufgrund der einfachen Wissensweitergabe auch auf diese Viren anwendbar sein.“