US-Forschende berichten über positive Ergebnisse eines nasalen Impfstoffs bei Mäusen. Das neue Prinzip setzt nicht auf das adaptive, sondern auf das angeborene Immunsystem. Ob der Ansatz beim Menschen funktioniert, ist offen.

Ein Forschungsteam rund um Bali Pulendran von der Stanford University in Palo Alto (Kalifornien) hat einen nasalen Impfstoff entwickelt, der in Tierversuchen einen breiten Schutz gegen verschiedene Viren und Bakterien zeigte. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht. Begleitend berichtete auch Nature über die Studie.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Vakzinen zielt der Ansatz nicht primär auf das adaptive Immunsystem ab, sondern aktiviert gezielt das angeborene Immunsystem. Ziel ist ein breiter, nicht auf einzelne Erreger beschränkter Schutz.

Adaptiv versus angeboren

Klassische Impfstoffe „trainieren“ das adaptive Immunsystem. Sie präsentieren Antigene eines bestimmten Erregers, woraufhin der Körper spezifische Antikörper bildet. Dadurch entsteht ein immunologisches Gedächtnis. Bei erneutem Kontakt reagiert das Immunsystem rasch, allerdings jeweils nur auf genau diesen Erreger, etwa Influenza-Viren, Masernviren oder SARS-CoV-2.

Das angeborene Immunsystem funktioniert anders. Es reagiert schnell und unspezifischer. Spezielle Rezeptoren – etwa Toll-like-Rezeptoren – erkennen typische Strukturen von Krankheitserregern. In der Folge werden Interferone gebildet. Diese aktivieren Fresszellen wie Makrophagen, natürliche Killerzellen sowie das Komplementsystem. So entsteht eine breite erste Abwehrlinie gegen Viren und Bakterien.

Toll-like-Rezeptoren gezielt aktiviert

Die US-Wissenschafter entwickelten nun eine intranasale liposomale Formulierung. Sie kombiniert TLR-4- und TLR-7/8-Liganden mit dem Protein Ovalbumin. In den Versuchen erhielten Mäuse vier Dosen des Impfstoffs als Nasenspray.

Laut den publizierten Daten bot die Vakzine mindestens drei Monate Schutz vor Infektionen mit SARS-CoV-2 und Staphylococcus aureus. Darüber hinaus zeigte sich eine Schutzwirkung gegen weitere Coronaviren wie SARS und SCH014-Coronavirus sowie gegen Bakterien wie Acinetobacter baumannii. Auch eine Reaktion auf Allergene wurde beschrieben.

Die aktivierten Signalwege unterdrückten demnach Mechanismen, die eine Überempfindlichkeit gegenüber Hausstaubmilben vermitteln. Allergisches Asthma wurde in den Tiermodellen verhindert.

„Zwei-Schutzwall-System“

Pulendran beschrieb den Mechanismus als „Zwei-Schutzwall-System“. Eine erste Schleimhautbarriere begrenze das Eindringen von Erregern in die Lunge. „Dann“, erklärte er, „bereitet diese Schleimhautimpfung das Immunsystem der Lunge so vor, dass es außerordentlich schnell eine virusspezifische Immunantwort auslöst, um die wenigen Viren zu bekämpfen, die den ersten Schutzwall durchbrechen.“

Die Fachzeitschrift „Nature“ zitierte auch Akiko Iwasaki von der Yale University: „Wenn es beim Menschen funktioniert, wäre das wirklich bemerkenswert.“

Übertragbarkeit auf den Menschen offen

Trotz der positiven Daten mahnen die Wissenschafterinnen und Wissenschafter zur Vorsicht. Ergebnisse aus Mausmodellen lassen sich nicht ohne Weiteres auf den Menschen übertragen. Eine längerfristige Aktivierung des angeborenen Immunsystems könnte zudem Nebenwirkungen verursachen.

Pulendran formulierte es so: „Mäuse liefern uns das konzeptionelle Gerüst und Hinweise darauf, wie es funktionieren könnte. Aber letztendlich zählt nur: Funktioniert es auch beim Menschen?“

Ob der nasale „universelle“ Impfstoff diesen Schritt schafft, müssen klinische Studien zeigen.