Ein neuartiger mRNA-basierter Impfstoffkandidat gegen das Tollwutvirus
Wissenschaftler haben einen neuartigen mRNA-basierten Impfstoffkandidaten gegen das Tollwutvirus entwickelt. Der Impfstoff induziert eine starke Antikörperantwort und zeigt eine hohe Schutzwirkung gegen eine tödliche Tollwutinfektion bei Mäusen und Hunden. Ein vollständiger Bericht über den Impfstoff wurde in veröffentlicht Zeitschrift für Virologie.
Hintergrund
Tollwut ist eine tödliche Zoonose, die durch das Tollwutvirus verursacht wird. Weltweit sterben jedes Jahr etwa 59.000 Menschen an dieser Infektion. Eine höhere Inzidenzrate wird in Asien und Afrika beobachtet.
Das Tollwutvirus ist ein nicht segmentiertes Negativstrang-RNA-Virus, das hauptsächlich das zentrale Nervensystem befällt und tödliche Infektionen verursacht. Das auf der viralen Hülle exprimierte Glykoprotein ist für den Eintritt in die virale Wirtszelle durch Membranfusion von viraler Hülle und Wirtszelle von entscheidender Bedeutung. Dies macht das Protein zum primären Ziel für neutralisierende Antikörper und die Entwicklung von Impfstoffen.
Derzeit sind keine therapeutischen Interventionen für Tollwut verfügbar. Da das Virus jedoch Tage bis Wochen an der Infektionseintrittsstelle verbleibt, könnte eine Anti-Tollwut-Immunisierung vor oder unmittelbar nach der Exposition seine Übertragung zum zentralen Nervensystem wirksam blockieren und tödliche Folgen verhindern.
Gegen das Tollwutvirus entwickelte inaktivierte Impfstoffe haben eine signifikante Schutzwirkung gezeigt. Allerdings sind etwa 4 – 5 Impfdosen erforderlich, um einen optimalen Schutz zu erreichen. Attenuierte Lebendimpfstoffe sind auch gegen Tollwut wirksam; Diese Impfstoffe sind jedoch mit vielen Sicherheitsbedenken verbunden. Außerdem ist die Herstellung dieser Impfstoffe kostspielig und zeitaufwändig.
In der aktuellen Studie haben Wissenschaftler mithilfe der neuesten mRNA-basierten Technologie einen Impfstoffkandidaten gegen Tollwut entwickelt. Die Hauptvorteile von mRNA-basierten Impfstoffen sind eine einfache und kostengünstige Herstellung sowie ein robuster und dauerhafter Schutz. Darüber hinaus sind diese Impfstoffe sicher, da sie keine lebenden Viruspartikel enthalten.
Entwicklung eines Anti-Tollwut-mRNA-Impfstoffs
Die DNA-Sequenz des Glykoproteins des Tollwutvirus wurde als Impfstoffantigen verwendet. Die Sequenz wurde in Lipid-Nanopartikel eingekapselt, um den mRNA-basierten Impfstoffkandidaten herzustellen.
Die Immunogenität des Impfstoffs wurde durch Immunisieren von Mäusen mit unterschiedlichen Impfstoffdosen über den intramuskulären Weg bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass höhere Impfstoffdosen eine starke und dauerhafte Anti-Glykoprotein-IgG-Antikörperantwort induzieren könnten. Darüber hinaus verursachte der ein- oder zweimal verabreichte Impfstoff hinsichtlich der zellulären Immunität eine signifikante Induktion der T-Zell-Antwort.
Schutzwirkung des Impfstoffs bei Mäusen
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Immunisierte Mäuse wurden am Tag 14 nach der Immunisierung intrazerebral mit dem Tollwutvirus herausgefordert, um die Schutzwirkung des Impfstoffs zu bestimmen. Am Tag 14 nach der Immunisierung zeigten die Mäuse eine stark bindende und neutralisierende Antikörperreaktion, etwas höher als die mit inaktiviertem Impfstoff immunisierten Mäuse.
In Bezug auf die Schutzwirkung zeigten die Ergebnisse, dass die mit zwei Dosen des mRNA-Impfstoffs immunisierten Mäuse eine Überlebensrate von 100 % aufwiesen, verglichen mit nur 66 % bei Mäusen, die mit zwei Dosen des inaktivierten Impfstoffs immunisiert wurden. Darüber hinaus zeigten alle überlebenden Mäuse am 21. Tag nach der Herausforderung eine robuste neutralisierende Antikörperantwort und keine Spuren des Virus im Gehirn.
In der Studie wurden verschiedene Dosierungsintervalle getestet, um das optimale Impfschema zu erhalten. Die Ergebnisse zeigten, dass die zwei Dosen des Impfstoffs nach 14 Tagen eine signifikant höhere Antikörperreaktion und Überlebensrate im Vergleich zum 3-tägigen oder 7-tägigen Dosierungsintervall induzierten.
Schutzwirkung des Impfstoffs bei Hunden
Bei Hunden wurden sowohl Zweidosen- als auch Dreidosen-Impfschemata getestet. Insbesondere wurde ein niedrig dosierter und ein hoch dosierter Impfstoff zweimal im Abstand von 7 Tagen oder dreimal im Abstand von 7 Tagen und 21 Tagen verabreicht.
Die Ergebnisse zeigten, dass die mit Dosierungs- und Intervallkombinationen immunisierten Hunde an den Tagen 9, 11, 13 und 35 nach den Immunisierungen eine starke neutralisierende Antikörperreaktion zeigten.
Die Hunde wurden am Tag 35 nach der Immunisierung mit einer 50-fach höheren als einer durchschnittlichen tödlichen Virusdosis herausgefordert. Die Ergebnisse zeigten, dass die mit zwei oder drei Impfstoffdosen immunisierten Hunde eine Überlebensrate von 100 % aufweisen. Eine ähnliche Schutzwirkung wurde bei Mäusen beobachtet, die mit fünf Dosen des inaktivierten Impfstoffs immunisiert wurden.
Die Wirksamkeit des Impfstoffs nach der Exposition wurde getestet, indem die Hunde zuerst mit dem Virus herausgefordert wurden, gefolgt von einer Immunisierung mit zwei oder drei Dosen nach sechs Stunden viraler Herausforderung. Die im dritten Monat nach der Herausforderung bewertete Schutzwirkung zeigte, dass die mit zwei oder drei Dosen des hochdosierten Impfstoffs immunisierten Hunde eine Überlebensrate von 100 % erreichten. Im Gegensatz dazu zeigten die mit fünf Dosen des inaktivierten Impfstoffs immunisierten Hunde nur eine Überlebensrate von 33 %.
Bedeutung studieren
Der in der Studie entwickelte Anti-Tollwut-mRNA-Impfstoffkandidat zeigt eine robuste und dauerhafte Antikörperreaktion bei Mäusen und Hunden. Der Impfstoff zeigt auch eine hohe Schutzwirkung gegen das Tollwutvirus vor und nach der Exposition.
Die Wissenschaftler betonten, dass klinische Studien am Menschen notwendig seien, um die Wirksamkeit und Sicherheit des Impfstoffs zu bestimmen.
Referenz:
- Li J. 2022. Ein mRNA-basierter Tollwutimpfstoff induziert starke schützende Immunantworten bei Mäusen und Hunden. Zeitschrift für Virologie. https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-022-01919-7
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