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Mitarbeitende des Paul-Ehrlich-Instituts (PEI) nutzten in Zusammenarbeit mit der Philipps-Universität Marburg die Impfstoffplattform "Rekombinante Masernimpfviren", um Impfstoffkandidaten gegen das gefährliche Vogelgrippevirus H7N9 im Tiermodell zu testen. Vektorimpfstoffe mit Bauplan des Hämagglutinin (H7) bzw. der Neuraminidase (N9) induzierten in Mäusen jeweils spezifische Antikörper, die wirksam H7N9-Grippeviren inhibieren konnten. Zwei Jahre nach der Impfung konnten bei den Tieren noch H7-spezifische T-Zellen nachgewiesen werden. Die Impfung gegen H7 schützte Mäuse bei Infektion vollständig vor Erkrankung, gegen N9 meist vor einem schweren Verlauf.
Hintergrund
Das Vogelgrippevirus H7N9 wurde 2013 in China entdeckt. Seitdem gab es mehr als 1.500 bestätigt erkrankte Personen, von denen 39 Prozent verstarben. Die Übertragung verläuft überwiegend zoonotisch vom Tier auf den Menschen und nur selten von Mensch zu Mensch. Eine gewisse Anpassung des Virus an Säugetiere wurde jedoch bereits bei Frettchen beobachtet. Um für mögliche Pandemien vorbereitet zu sein, sind wirksame und sichere Impfstoffe nötig. Impfstoffplattformtechnologien – das hat die COVID-19-Pandemie gezeigt – erlauben schnelle Anpassungen von Impfstoffen für den Schutz gegen andere Viren. In dieser Untersuchung wurde die Plattform "Rekombinante Masernviren (MV)" genutzt, bei der Masernimpfviren als Vektor (Transportvehikel) für die Übertragung von Genen genutzt wurden, die die Oberflächenproteine Hämagglutinin (H7) oder Neuraminidase (N9) des Influenzavirus H7N9 kodierten.
MV-Impfstoffe gegen H7 und N9 induzieren signifikante Immunität durch Antikörper
Die beiden entwickelten Modellimpfstoffe MVvac2-H7(P) and MVvac2-N9(P) wurden an Mäusen getestet. Die Mäuse wurden zweimal im Abstand von vier Wochen geimpft und entwickelten hohe Antikörper-Titer. Bei einer einzelnen Maus versagte die Impfung gegen N9.
Antikörper hemmen die biologische Aktivität der H7N9-Glykoproteine
Die gebildeten Antikörper banden nicht nur an die H7N9-Glykoproteine, sondern verhinderten auch, dass das Hämagglutinin an Rezeptoren binden kann und die Neuraminidase enzymatisch aktiv ist, was die Freisetzung neuer Viruspartikel behindert. Damit wird das Influenzavirus inaktiviert und kann keine Erkrankung hervorrufen. Neben der Antikörperantwort konnten auch H7-spezifische T-Zellen bei den H7-geimpften Mäuse nachgewiesen werden.
Schutzwirkung der H7- und N9-Impfungen
Drei Wochen nach der zweiten Impfung wurden einige Mäuse mit dem Influenza-H7N9-Virus infiziert. Während die Kontrollmäuse so schwer erkrankten, dass alle getötet werden mussten, überlebten die geimpften Mäuse bis auf eine, die mit dem N9-Impfstoff geimpft worden war. Dabei zeigten die H7-geimpften Mäuse keinerlei Anzeichen von Krankheit und sie nahmen im Verlauf des Experiments stetig zu. Bis auf eine Maus erholten sich alle N9-geimpften Mäuse innerhalb von vier Tagen nach einem leichten anfänglichen Gewichtsverlust wieder vollständig.
Langanhaltende zelluläre Immunität nach H7-Impfung
Nach zwei Jahren lebten altersbedingt von jeweils sieben anfänglich geimpften Mäusen pro Impfstoff noch drei H7-geimpfte Mäuse und zwei N9-geimpfte Mäuse. Bei den H7-Mäusen ließen sich antigenspezifische T-Zell-Antworten provozieren, was bei den beiden N9-geimpften Tieren negativ ausfiel. Dies ist ein Hinweis auf die Langlebigkeit dieser Immunantwort. Die Tierstudie zeigt, dass die Impfstoffe mit Neuraminidase als Antigen fast genauso gut vor Grippe schützen können wie Impfstoffe mit Hämagglutinin-Antigen. Die erstaunliche Langlebigkeit der T-Zellantworten gegen das Hämagglutinin wird Gegenstand zukünftiger Untersuchungen sein.
Originalpublikation: Hörner C, Fiedler AH, Bodmer BS, Walz L, Scheuplein VA, Hutzler S, Matrosovich MN, von Messling V, Mühlebach MD. A protective measles virus-derived vaccine inducing long-lasting immune responses against influenza A virus H7N9. NPJ Vaccines. 2023 Mar 24;8(1):46. doi: 10.1038/s41541-023-00643-9. PMID: 36964176; PMCID: PMC10037405.