Ein Nasenspray gegen COVID, Grippe, Lungenentzündung und Allergien

Ein einziger Spray, viele Feinde

Wissenschaftler der Stanford Medicine haben einen Nasenspray-Impfstoff entwickelt, der – in Mausversuchen – vor einer außergewöhnlichen Bandbreite an Atemwegsbedrohungen schützte: SARS-CoV-2, andere Coronaviren, im Krankenhaus erworbene Bakterien und sogar häufige Allergene. Die am 19. Februar in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Ergebnisse stellen eine grundlegende Abkehr von mehr als zwei Jahrhunderten Impfstoffdesign dar.

Traditionelle Impfstoffe trainieren das Immunsystem, einen bestimmten Krankheitserreger zu erkennen. Dieser hier leistet etwas weitaus Ehrgeizigeres: Er programmiert die angeborenen Immunzellen der Lunge selbst um und versetzt die Atemwege effektiv in permanente Alarmbereitschaft gegen jede Bedrohung, die eintrifft.

Bruch mit 230 Jahren Impfstofflogik

Die Impfstoffformel mit der Bezeichnung GLA-3M-052-LS+OVA ahmt kein bestimmtes Virus oder Bakterium nach. Stattdessen ahmt sie die molekularen Signale nach, die Immunzellen während einer aktiven Infektion zur Kommunikation untereinander verwenden. Sie enthält auch ein harmloses Eiprotein (Ovalbumin), das T-Zellen in die Lunge lockt, wo sie die erhöhte angeborene Reaktion wochen- bis monatelang aufrechterhalten.

"Das Immunsystem der Lunge ist so bereit und so wachsam, dass es adaptive Reaktionen in nur drei Tagen auslösen kann", sagte Bali Pulendran, der leitende Autor der Studie und Professor für Pathologie und Mikrobiologie in Stanford. Bei ungeimpften Mäusen dauert eine vergleichbare adaptive Reaktion etwa zwei Wochen – ein Zeitraum, in dem schwere Erkrankungen oder der Tod eintreten können.

Pulendran bezeichnete die Ergebnisse als "einen universellen Impfstoff gegen verschiedene Atemwegsbedrohungen".

Was die Mausdaten zeigen

In kontrollierten Experimenten zeigten Mäuse, die drei intranasale Dosen des Impfstoffs erhielten:

• Eine 700-fache Reduktion der Virusmenge in der Lunge nach SARS-CoV-2-Exposition
• Vollständiges Überleben während viraler Herausforderungen, die ungeimpfte Kontrolltiere töteten
• Schutz, der mindestens drei Monate gegen mehrere Coronavirus-Stämme anhält
• Resistenz gegen Staphylococcus aureus und Acinetobacter baumannii, zwei Bakterien, die für gefährliche im Krankenhaus erworbene Infektionen verantwortlich sind
• Reduzierte allergische Reaktionen auf Hausstaubmilben, wobei die Atemwege frei blieben

Der Immunmechanismus hinter dem Durchbruch

Die wichtigste Erkenntnis, die die Forschung vorantrieb, war, dass T-Zellen, die als Teil der adaptiven Immunantwort in die Lunge rekrutiert wurden, fortlaufend Zytokin-Signale an angeborene Immunzellen sendeten – wodurch diese viel länger als normal aktiv blieben. Der Impfstoff repliziert diese Signale künstlich und verwendet Toll-like-Rezeptor-Stimulanzien, um die Bereitschaft des angeborenen Systems monatelang aufrechtzuerhalten, anstatt der üblichen wenigen Tage.

Diese doppelte Aktivierung – angeborene Zellen, die für eine schnelle Reaktion vorbereitet sind, T-Zellen, die den Alarm aufrechterhalten – erzeugt das, was die Forscher als "doppelten Schlag" gegen Krankheitserreger bezeichneten.

Vorsichtiger Optimismus von externen Experten

Nicht jeder ist davon überzeugt, dass sich der Ansatz nahtlos auf den Menschen übertragen lässt. Florian Krammer, ein Impfstoffforscher am Mount Sinai, warnte davor, dass das angeborene Immunsystem inhärente Grenzen haben könnte, wie stark es verstärkt werden kann – eine Besorgnis, die sowohl für die Sicherheit als auch für die Wirksamkeit relevant ist. Dennoch unterstützte Krammer die Durchführung von Tests am Menschen.

Der Weg zu Studien am Menschen

Das Stanford-Team plant, mit Phase-I-Sicherheitsstudien zu beginnen und schätzt einen Zeitrahmen von fünf bis sieben Jahren bis zur potenziellen kommerziellen Verfügbarkeit, abhängig von einer angemessenen Finanzierung. Pulendran stellt sich ein praktisches Szenario vor, in dem ein einziger Nasenspray im Herbst einen saisonalen Schutz gegen COVID-19, Grippe, RSV, Erkältung, bakterielle Lungenentzündung und Frühlingsallergene bietet – und so die Mehrfachimpfungen ersetzt, die viele Menschen derzeit jedes Jahr erhalten.

Wenn sich die Ergebnisse beim Menschen bestätigen, gehen die Auswirkungen weit über die Bequemlichkeit hinaus. Ein Breitband-Nasenimpfstoff könnte eine entscheidende erste Verteidigungslinie gegen zukünftige Pandemie-Erreger darstellen – auch gegen solche, die noch nicht existieren.