Keine Grippeimpfung Mehr Die Suche Beginnt Mit Dem Impfstoff Gegen Universalgrippe

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Mit einem neuen ansatz sagen wissenschaftler, es sei nicht unvorstellbar, dass wir von jährlichen grippeimpfungen zu einem alle 10 jahre umfassenden ansatz übergehen könnten.

Niemand möchte die Grippe bekommen, und die beste Verteidigungslinie ist der saisonale Grippeimpfstoff. Um eine effektive jährliche Grippeschutzimpfung zu erhalten, muss jedoch genau vorhergesagt werden, welche Grippe-Stämme die Bevölkerung zu jeder Jahreszeit am wahrscheinlichsten infizieren. Es erfordert die Koordination mehrerer Gesundheitszentren auf der ganzen Welt, während sich das Virus von Region zu Region ausbreitet. Sobald sich Epidemiologen mit Ziel-Grippestämmen begnügt haben, verlagert sich die Impfstoffproduktion auf Hochtouren. Es dauert ungefähr sechs Monate, um die über 150 Millionen injizierbaren Dosen zu erzeugen, die für die amerikanische Bevölkerung erforderlich sind.

Falsche oder unvollständige epidemiologische Prognosen können erhebliche Folgen haben. Während Hersteller, darunter MedImmune und Sanofi Pasteur, Impfstoffe gegen die erwarteten Stämme vorbereiteten, entstand ein zusätzlicher Influenza-Stamm, H1N1. Der vorbereitete Impfstoff schützt nicht vor dieser unerwarteten Sorte, verursacht weltweit Panik und über 18.000 bestätigte Todesfälle - wahrscheinlich nur ein Bruchteil der tatsächlichen Zahl, die auf über 150.000 geschätzt wird. Besser spät als nie wurde schließlich ein Impfstoff gegen H1N1 hergestellt, der in diesem Jahr eine zweite Grippeschutzimpfung erforderlich machte.

Angesichts der Tatsache, dass Influenza in den letzten 100 Jahren die Mehrheit der Pandemien ausgelöst hat - einschließlich der Grippe von 1918, die bis zu 50 Millionen Todesopfer forderte - bleibt uns die Frage: Können Wissenschaftler einen "universellen" Impfstoff herstellen, der gegen diverse Impfstoffe schützt Grippestämme, die keine jährlichen Vorhersagen von Epidemiologen und einen jährlichen Schuss für Sie erfordern?

Impfstoffe regen das Immunsystem an, um zu kämpfen

Im 18. Jahrhundert, und wahrscheinlich viel früher in der Geschichte, war allgemein bekannt, dass ein Überlebender von Pocken bei einer späteren Exposition nicht mehr darunter leiden wird. Irgendwie verlieh die Infektion Immunität gegen die Krankheit. Und die Menschen erkannten, dass Milchmädchen, die mit kuhpockenrittigen Rindern in Kontakt kamen, ebenfalls vor Pocken geschützt werden würden.

In den späten 1700er Jahren impfte der Landwirt Benjamin Jesty seine Familie mit Kuhpocken an und immunisierte sie effektiv gegen Pocken, auch wenn er künftig ausgesetzt war. Der Arzt Edward Jenner katapultierte die Menschheit dann in ein neues Zeitalter der Immunologie, als er dem Verfahren wissenschaftliche Glaubwürdigkeit verlieh.

Wenn also eine Impfung von Kuhpocken oder eine Exposition gegenüber Pocken (und das Überleben von Pocken) eine zehnjährige oder sogar lebenslange Immunität hervorruft, warum werden die Individuen jedes Jahr dazu angehalten, den Grippeimpfstoff zu erhalten?

Die Antwort liegt darin, wie schnell sich die Anatomie des Influenzavirus verändert. Jedes Virus besteht aus einer grob kugelförmigen Membran, die ständig genetisch verändertes Material einkapselt. Diese Membran ist mit zwei Arten von "Spikes" gespickt: Hämagglutinin oder HA und Neuraminidase oder NA, die jeweils aus einem Stamm und einem Kopf bestehen. HA und NA helfen dem Virus bei der Infektion, indem sie sich an Wirtszellen binden, und vermitteln den Eintritt des Virus in die Zelle und schließlich deren Austritt.

Impfstoffe lösen typischerweise Antikörper aus, die auf diese beiden Moleküle abzielen. Nach der Injektion kann das Immunsystem einer Person wirken. Spezialisierte Zellen sammeln die Impfstoffmoleküle als Eindringlinge. andere Zellen erzeugen dann Antikörper, die die Fremdmoleküle erkennen. Wenn diese Invasoren das nächste Mal auftauchen, sei es in Form des gleichen Impfstoffs oder der nachgeahmten Virusstämme, werden die Immunzellen des Körpers sie erkennen und abwehren, um eine Infektion zu verhindern.

Für Impfstoffentwickler ist das frustrierende Merkmal des mutierenden Genoms von Influenza, wie schnell sich HA und NA verändern. Diese ständigen Änderungen sind es, die sie zu jeder Grippesaison zurück zum Reißbrett für neuartige Impfstoffe schicken.

Verschiedene Methoden zur Entwicklung eines Impfstoffs

Der Pockenimpfstoff war der erste, der das "empirische Paradigma" der Vakzinologie verwendete - dieselbe Strategie, die wir heute weitgehend anwenden. Es basiert auf einem Trial-and-Error-Ansatz, um die durch natürliche Infektion induzierte Immunität nachzuahmen.

Mit anderen Worten: Impfstoffentwickler glauben, dass der Körper eine Antikörperreaktion auf etwas in der Impfung hat. Sie konzentrieren sich jedoch nicht darauf, welcher spezifische Patch des Virus eine Immunreaktion verursacht. Es ist nicht wirklich wichtig, ob es sich um eine Reaktion auf ein kleines Stück HA handelt, das viele Stämme zum Beispiel haben. Bei Verwendung eines gesamten Virus als Ausgangsmaterial ist es möglich, viele verschiedene Antikörper zu erhalten, die viele verschiedene Teile des im Impfstoff verwendeten Virus erkennen.

Die saisonale Grippeimpfung passt im Allgemeinen in diesen empirischen Ansatz. Jedes Jahr prognostizieren die Epidemiologen, welche Grippe-Stämme am wahrscheinlichsten Bevölkerungen infizieren, wobei sie sich normalerweise auf drei oder vier setzen. Die Forscher mildern oder inaktivieren diese Stämme, so dass sie als Nachahmung des Influenza-Impfstoffs dieses Jahres fungieren können, ohne dass die Empfänger die ausgewachsene Grippe bekommen. Die Hoffnung ist, dass das Immunsystem eines Individuums auf den Impfstoff reagiert, indem Antikörper gebildet werden, die auf diese Stämme abzielen. Wenn er oder sie mit der Grippe in Kontakt kommt, warten die Antikörper darauf, diese Stämme zu neutralisieren.

Es gibt jedoch einen anderen Weg, einen Impfstoff zu entwickeln. Es nennt sich rationales Design und stellt einen potenziellen Paradigmenwechsel in der Impfologie dar, der das Spiel verändert.

Ziel ist es, ein Molekül - oder ein "Immunogen" - zu entwickeln, das die Produktion wirksamer Antikörper ohne Kontakt mit dem Virus bewirken kann.Im Vergleich zu aktuellen Impfstoffen kann das konstruierte Immunogen sogar spezifischere Reaktionen zulassen, was bedeutet, dass die Immunantwort auf bestimmte Teile des Virus abzielt, und eine größere Breite, was bedeutet, dass es mehrere Stämme oder sogar verwandte Viren ansprechen kann.

Diese Strategie wirkt auf bestimmte Epitope oder Patches des Virus ab. Da Antikörper durch das Erkennen von Strukturen funktionieren, möchten die Designer die strukturellen Eigenschaften der von ihnen geschaffenen Immunogene gegenüber dem Immunsystem betonen. Dann können Forscher versuchen, Impfstoffkandidaten mit diesen Strukturen zu entwickeln, in der Hoffnung, dass sie das Immunsystem dazu bringen, relevante Antikörper zu produzieren. Dieser Weg könnte es ihnen ermöglichen, einen Impfstoff zusammenzustellen, der eine effektivere und effizientere Immunreaktion hervorruft, als dies mit der traditionellen Trial-and-Error-Methode möglich wäre.

Das Impfstoffdesign für das respiratorische Synzytialvirus wurde unter Verwendung dieses neuen rationalen Paradigmas vielversprechend vorangetrieben. Es wird jedoch immer noch daran gearbeitet, diesen Ansatz für Influenza anzuwenden.

Auf dem Weg zu einem universellen Grippeimpfstoff

In den letzten Jahren haben Forscher eine Reihe von starken, in unserem Körper produzierten, Infleunza-neutralisierenden Antikörpern isoliert. Während die Antikörperantwort auf Influenza hauptsächlich auf den Kopf der HA-Spitze gerichtet ist, wurden mehrere gefunden, die auf den HA-Stamm zielen. Da der Stamm über die Virusstämme hinweg konstanter ist als der Kopf, könnte dies die Achillesferse der Grippe sein, und Antikörper, die auf diese Region abzielen, können eine gute Vorlage für das Impfstoffdesign darstellen.

Die Forscher verfolgen eine Reihe von Ansätzen, die den Körper dazu veranlassen könnten, diese interessierenden Antikörper zu produzieren, bevor er infiziert wird. Eine Strategie, die als Nanopartikel-Display bezeichnet wird, besteht darin, ein Molekül zu entwerfen, das einen Teil des Virus enthält. Im Labor konnten Wissenschaftler eine Kombination aus HA- und NA-Partikeln an der Außenseite eines sphärischen Nanopartikels anbringen, das selbst eine Immunreaktion auslösen kann. Bei einer Injektion als Teil eines Impfstoffs könnte das Immunsystem diese Moleküle "sehen" und mit etwas Glück Antikörper gegen sie produzieren.

Eine der Hauptfragen, die beantwortet werden müssen, ist, was genau an der Außenseite dieser Nanopartikel angezeigt werden sollte. Einige Strategien zeigen verschiedene Versionen von vollständigen HA-Molekülen an, während andere nur Stämme enthalten. Während für die Validierung dieser Ansätze mehr Daten über den Menschen erhoben werden müssen, sind die Daten aus Tierversuchen mit Stammzellen-Immunogenen ermutigend.

Bei der derzeitigen Technologie kann es nie zu einer "one and done" Grippeimpfung kommen. Eine epidemiologische Überwachung wird immer notwendig sein. Es ist jedoch nicht unvorstellbar, dass wir von einem Modell pro Jahr zu einem Modell alle 10 Jahre wechseln können, und wir sind vielleicht nur ein paar Jahre dort.

Ian Setliff, Ph.D. Student, Programm für chemische und physikalische Biologie, Vanderbilt Vaccine Center, Vanderbilt Universität und Amyn Murji, Ph.D. Student, Abteilung für Mikrobiologie und Immunologie, Vanderbilt Vaccine Center, Vanderbilt Universität

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.


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