Der Weg zu einem besseren Tuberkulose-Impfstoff führt über Montana

Ein Team von Forschern aus Montana spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung eines wirksameren Impfstoffs gegen Tuberkulose, eine Infektionskrankheit, die mehr Menschen als jede andere getötet hat.

Der 1921 entwickelte BCG-Impfstoff (Bacille Calmette-Guérin) ist nach wie vor der einzige Tuberkulose-Impfstoff. Während die Wirksamkeit bei kleinen Kindern bei 40 bis 80 % liegt, ist die Wirksamkeit bei Jugendlichen und Erwachsenen sehr gering, was zu einem weltweiten Bestreben nach der Entwicklung eines wirksameren Impfstoffs führt.

Ein Versuch ist derzeit am Center for Translational Medicine der University of Montana im Gange. Das Zentrum ist auf die Verbesserung und Entwicklung von Impfstoffen durch die Zugabe sogenannter neuartiger Adjuvantien spezialisiert. Ein Adjuvans ist eine im Impfstoff enthaltene Substanz wie Fettmoleküle oder Aluminiumsalze, die die Immunantwort verstärkt. Bei neuartigen Adjuvanzien handelt es sich um solche, die bisher noch nicht beim Menschen eingesetzt wurden. Wissenschaftler stellen fest, dass Adjuvanzien für eine stärkere, präzisere und dauerhaftere Immunität sorgen, als dies allein mit Antigenen, die Antikörper bilden, der Fall wäre.

Das Auslösen spezifischer Reaktionen des Immunsystems und die Vertiefung und Verbreiterung der Reaktion mit Adjuvantien wird als Präzisionsimpfung bezeichnet. „Es ist keine Einheitslösung“, sagte Ofer Levy, Professor für Pädiatrie an der Harvard University und Leiter des Precision Vaccines Program am Boston Children’s Hospital. „Ein Impfstoff könnte bei einem Neugeborenen anders wirken als bei einem älteren Erwachsenen und einer Person mittleren Alters.“

Der ultimative Präzisionsimpfstoff, sagte Levy, wäre ein lebenslanger Schutz vor einer Krankheit mit einer Impfung. „Ein einmaliger Schutz gegen Influenza oder ein einmaliger Schutz gegen Covid, das wäre der heilige Gral“, sagte Levy.

Jay Evans, Direktor des Zentrums der University of Montana und wissenschaftlicher und strategischer Leiter sowie Mitbegründer von Inimmune, einem privaten Biotechnologieunternehmen in Missoula, sagte, sein Team arbeite seit 15 Jahren an einem Tuberkulose-Impfstoff. Die privat-öffentliche Partnerschaft entwickelt Impfstoffe und versucht, bestehende Impfstoffe zu verbessern, und er sagte, es seien noch fünf Jahre, bis der Tuberkulose-Impfstoff weit verbreitet sei.

Es ist im Zentrum nicht unbemerkt geblieben, dass diese hochmoderne Impfstoffforschung und -produktion in einem Staat angesiedelt ist, der während der Pandemie im Jahr 2021 eines der extremsten Anti-Impfgesetze des Landes erlassen hat. Das Gesetz verbietet Unternehmen und Regierungen von der Diskriminierung von Menschen, die nicht gegen Covid-19 oder andere Krankheiten geimpft sind, und das faktische Verbot sowohl öffentlicher als auch privater Arbeitgeber, von Arbeitnehmern eine Impfung gegen Covid-19 oder andere Krankheiten zu verlangen. Ein Bundesrichter entschied später, dass das Gesetz in Gesundheitseinrichtungen wie Krankenhäusern und Arztpraxen nicht durchgesetzt werden könne.

Mitte März gab das Bill & Melinda Gates Medical Research Institute bekannt, dass es die dritte und letzte Phase klinischer Studien für den neuen Impfstoff in sieben Ländern begonnen habe. Die Versuche dürften etwa fünf Jahre dauern. Forschung und Produktion werden an mehreren Orten durchgeführt, unter anderem in einer Produktionsanlage in Hamilton im Besitz von GSK, einem riesigen Pharmaunternehmen.

Die als vergessene Pandemie bekannte Tuberkulose tötet jedes Jahr bis zu 1,6 Millionen Menschen, vor allem in verarmten Gebieten in Asien und Afrika, obwohl sie sowohl vermeidbar als auch behandelbar ist. In den USA ist in den letzten zehn Jahren ein Anstieg der Tuberkulose-Fälle zu verzeichnen, insbesondere durch den Zustrom von Migranten, und die Zahl der Fälle ist von 2022 bis 2023 um 16 % gestiegen Die Ansteckung mit einer Tuberkulose-Infektion ist 20-mal häufiger als bei Menschen ohne HIV.

„TB ist ein komplexer Krankheitserreger, der schon seit Jahrhunderten beim Menschen auftritt“, sagte Alemnew Dagnew, der das Programm für den neuen Impfstoff für das Gates Medical Research Institute leitet. „Da es sich schon seit vielen Jahren beim Menschen befindet, hat es sich weiterentwickelt und verfügt über einen Mechanismus, um dem Immunsystem zu entkommen. Und die Immunologie der Tuberkulose ist noch nicht vollständig geklärt.“

Das University of Montana Center for Translational Medicine und Inimmune beschäftigen zusammen 80 Mitarbeiter, die sich auf die Erforschung einer Reihe von Adjuvantien spezialisiert haben, um die Besonderheiten von Immunreaktionen auf verschiedene Substanzen zu verstehen. „Man muss es wie Werkzeuge in einem Werkzeugkasten auf den Erreger zuschneiden, gegen den man impft“, sagte Evans. „Wir verfügen über eine ganze Bibliothek an Adjuvansmolekülen und -formulierungen.“

Impfstoffe werden vor allem durch den Einsatz von Adjuvantien präzisiert. Es gibt drei Grundtypen natürlicher Hilfsstoffe: Aluminiumsalze; Squalen, das aus Haifischleber hergestellt wird; und einige Arten von Saponinen, bei denen es sich um Fettmoleküle handelt. Es ist nicht vollständig geklärt, wie sie das Immunsystem stimulieren. Das Zentrum in Missoula hat außerdem ein synthetisches Adjuvans, UM-1098, entwickelt und patentiert, das eine bestimmte Art von Immunantwort auslöst und neuen Impfstoffen zugesetzt wird.

Eines der vielversprechendsten Moleküle, das zur Stärkung der Reaktion des Immunsystems auf Impfstoffe eingesetzt wird, ist ein Saponinmolekül aus der Rinde des Quillay-Baums, der in Chile von mindestens zehn Jahre alten Bäumen gewonnen wird. Solche Moleküle wurden von Novavax in seinem Covid-Impfstoff und von GSK in seinem weit verbreiteten Gürtelrose-Impfstoff Shingrix verwendet. Diese Moleküle sind auch eine Schlüsselkomponente im neuen Tuberkulose-Impfstoff, dem sogenannten M72-Impfstoff.

Aber es gibt Raum für Verbesserungen.

„Der Impfstoff weist eine Wirksamkeit von 50 % auf, was nicht viel klingt, aber im Grunde gibt es derzeit keinen wirksamen Impfstoff, also sind 50 % besser als das, was es gibt“, sagte Evans. „Wir wollen das, was wir aus dieser Impfstoffentwicklung gelernt haben, mit zusätzlichen Adjuvantien nutzen, um ihn noch besser zu machen und ihn um 50 % auf 80 % oder mehr zu steigern.“

Im Gegensatz dazu sind Masernimpfstoffe zu 95 % wirksam.

Laut Medscape werden rund 15 Impfstoffkandidaten als Ersatz für den BCG-Impfstoff entwickelt, drei davon befinden sich in klinischen Phase-3-Studien.

Ein Ansatz, an dem das Evans-Zentrum forscht, um die Wirksamkeit des neuen Impfstoffs zu verbessern, besteht darin, ein Stück des Bakteriums, das Tuberkulose verursacht, zu nehmen, es zu synthetisieren und es mit dem Adjuvans QS-21 zu kombinieren, das aus dem Quillay-Baum hergestellt wird. „Es stimuliert das Immunsystem auf eine für Tuberkulose spezifische Weise und löst eine Immunantwort aus, die dem, was wir bei natürlichen Infektionen bekommen, noch näher kommt“, sagte Evans.

Das Zentrum der University of Montana erforscht die Behandlung verschiedener Probleme, die gemeinhin nicht als mit Impfstoffen behandelbar gelten. Sie treten beispielsweise in die erste Phase klinischer Studien für einen Impfstoff gegen Allergien und in die erste Phase von Studien für einen Krebsimpfstoff ein. Und später in diesem Jahr werden klinische Studien für Impfstoffe beginnen, die die Wirkung von Opioiden wie Heroin und Fentanyl blockieren. Die University of Montana erhielt mit 33 Millionen US-Dollar den größten Zuschuss ihrer Geschichte für die Forschung zu Anti-Opioid-Impfstoffen. Es erzeugt einen Antikörper, der sich an das Medikament im Blutkreislauf bindet und so verhindert, dass es in das Gehirn gelangt und den Rausch auslöst.

Derzeit sind die Augen von Gesundheitsexperten auf der ganzen Welt jedoch auf die Versuche mit den neuen Tuberkulose-Impfstoffen gerichtet, die, wenn sie erfolgreich verlaufen, dazu beitragen könnten, unzählige Leben in den ärmsten Gegenden der Welt zu retten.

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