Eine neue Grippeimpfstoffproduktion könnte einen besseren Schutz gegen Infektionen bieten

Duke-Forscher haben einen Weg gefunden, um das menschliche Influenzavirus daran zu hindern, während der Produktion zu mutieren.

Um einen besseren Schutz gegen Infektionen zu bieten, haben Forscher eine neue Methode zur Herstellung der saisonalen Grippeimpfung entwickelt. Seit Jahrzehnten verwenden Impfstoffhersteller Hühnereier, um die in der saisonalen Grippeschutzimpfung enthaltenen Grippevirusstämme zu züchten. Aber weil diese menschlichen Stämme häufig mutieren, um sich an ihre neue Umgebung in Eiern anzupassen, ist der resultierende Impfstoff oft eine unvollständige Übereinstimmung mit dem eigentlichen Virus, vor dem er schützen soll. Duke-Forscher haben eine Methode entwickelt, mit der das menschliche Influenzavirus während der Produktion nicht mutiert und in kürzerer Zeit eine perfekte Übereinstimmung mit dem Zielimpfstoff erzielt wird. "Wir haben ein grundlegendes Problem gelöst, das von den Wissenschaftlern akzeptiert wurde, dass es Teil der Impfstoffproduktion ist - dass das Virus immer mutieren wird, wenn es in Eiern gezüchtet wird", sagte Senior-Studienautor Nicholas S. Heaton, Assistant Professor Molekulargenetik und Mikrobiologie an der Duke University School of Medicine. "Diese Forschung könnte zu einem deutlich billigeren und wirksameren Impfstoff führen."

Der Grippeimpfstoff war notorisch ineffektiv. Während der Grippesaison 2015-2016 reduzierte der Impfstoff das Risiko, einen ernsthaften Grippeanfall zu erleiden, um nur 42 Prozent, und das wurde als gutes Jahr betrachtet. In den meisten Fällen wird die schwache Leistung des Impfstoffs auf die schlechte Stammselektion zurückgeführt. Die Weltgesundheitsorganisation verfolgt, welche Virusstämme zirkulieren und entscheidet, welche jedes Jahr in den Impfstoff aufgenommen werden sollen. Weil sie sich Monate im Voraus aussuchen müssen und der Virus sich ständig weiterentwickelt, verpassen sie manchmal das Ziel.

Doch manchmal wählen sie die richtige Sorte, und trotzdem sind Menschen, die den Impfstoff bekommen, nicht ausreichend geschützt. Vor ein paar Jahren haben Wissenschaftler herausgefunden, warum: Der Rezeptor, den das Virus in Zellen einbringt, ist in der menschlichen Nase anders geformt als in einem Hühnerei. Das menschliche Virus muss den Schlüssel, den es trägt, verändern - ein Protein, das Hämagglutinin (HA) genannt wird -, damit es an seinem neuen Ort funktionieren kann. Da Hämagglutinin auch Teil des Grippeimpfstoffs ist, der bei Menschen eine Immunantwort induziert (es ist das H in einem Virusnamen wie H5N1), macht jede Mutation den Impfstoff weniger wirksam. (Lesen Sie: Hier ist, warum eine Grippeimpfung Sie nicht vor Infektionen schützt, wenn Sie älter sind)

Heaton und sein Team versuchten, ein Virus zu entwickeln, das glücklich in Hühnereiern wachsen und das HA-Protein produzieren würde, das erforderlich ist, um Menschen zu schützen. Sie exprimierten zwei Versionen von Hämagglutinin - eines an Eier und eines an Menschen angepasst - an ein Viruspartikel. "Wir gingen davon aus, dass die eiangepasste HA das ganze schwere Heben durchführen würde", sagte Heaton. "Es könnte die Virus-Eintrittsarbeit machen und einfach die andere (menschliche) mit auf die Fahrt nehmen. In der Tat würde dies den starken selektiven Druck auf die humane HA, zu mutieren, lindern. "Heaton und seine Kollegen konstruierten dieses" bivalente "oder zwei-Stamm-Virus und wuchsen es in Hühnerzellen. Sie zeigten, dass es doppelt so viel Protein verpackte wie ein "monovalentes" Virus, das nur ein HA trägt. Wenn sie Mäuse entweder mit dem bivalenten oder dem monovalenten Impfstoff (beide mit genetisch identischen menschlichen HA-Proteinen) geimpft wurden, fanden sie auf der ganzen Linie gleiche Immunantworten.

Als nächstes wollten die Forscher sehen, ob ihre Technologie einige der am schlimmsten wachsenden Impfstämme in der Geschichte bekämpfen könnte. Im Jahr 2002 wuchs der Fujian-Stamm in der Produktion so schwach, dass er, obwohl er zur Zeit die wichtigste zirkulierende Sorte war, nicht in den Impfstoff aufgenommen werden konnte. Als Folge wurde niemand gegen Fujian in diesem Jahr geimpft, und die Wirksamkeit des Impfstoffs war sehr schlecht. Heaton und sein Team haben die HA von diesem berüchtigten Fujian-Stamm in ihr an Ei angepasstes System eingesteckt und den Virus auf Anhieb gerettet. Als die zwei HA-Proteine ​​zusammengebracht wurden, wuchsen sie um fünf Größenordnungen mehr Virus an. (Lesen Sie: Forschung sagt, Grippe-Impfstoff kann das Risiko von Herzversagen bei Diabetikern verringern)

Nachdem die Forscher das Virus eine Zeitlang in Hühnereiern gezüchtet hatten, haben sie das Virus geerntet und das menschliche HA-Protein sequenziert. Sie haben keine einzige Mutation gefunden. "Da Viren typischerweise während der Impfstoffproduktion mutieren, müssen Hersteller nach Mutationen suchen und entscheiden, welche davon toleriert werden können und welche nicht", sagte Heaton. "Wenn wir Mutationen eliminieren können, können wir die Produktionszeit dramatisch verkürzen." Obwohl die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, haben die Forscher erfolgreich bivalente Viren mit einem halben Dutzend verschiedener HA-Moleküle hergestellt. Derzeit stellen sie ihre eigenen Versionen der Impfstoffe her, die für die Grippesaison 2017 und 2018 produziert werden, und planen, zu testen, wie sie sich in Bezug auf Wachstum, genetische Stabilität und tatsächlichen Schutz unterscheiden.

"Es gibt eine Wäscheliste mit Problemen mit dem Grippeimpfstoff, aber das können wir jetzt lösen, nicht in 10 oder 15 Jahren", sagte Heaton. "Wir schlagen nicht vor, irgendeine Art von Impfstoffproduktion oder Impfstoffmethoden zu ändern. Wir schlagen vor, die Produktion mit einem anderen Virus zu starten. Es könnte eine relativ einfache Lösung sein. "Die Ergebnisse erscheinen im Journal mBio.

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