HIV: Impfstoffkandidat mit breiter Brust

4. Oktober 2016
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Wenige HIV-positive Menschen produzieren Antikörper mit starker Wirkung. Diese richten sich nicht nur gegen einen, sondern gegen unterschiedliche Virustypen. Nun wurde gezeigt, welche Faktoren dafür verantwortlich sind, dass solche breitneutralisierenden HIV-Antikörper gebildet werden.

Aus der HIV-Forschung ist bekannt, dass rund ein Prozent der mit HIV infizierten Menschen Antikörper bilden, die gegen unterschiedliche Virustypen wirken. Diese breitneutralisierenden HIV-Antikörper (bnAbs) binden an Strukturen der Virusoberfläche, die sich kaum verändern und die bei unterschiedlichen Virusstämmen identisch sind.

Diese als „Spikes“ bezeichneten Zucker-Protein-Komplexe sind die einzigen Oberflächenstrukturen, die vom HI-Virus selber stammen, und die vom Immunsystem durch Antikörper angegriffen werden können. Aufgrund ihrer breiten Wirkung sind diese Antikörper ein vielversprechender Ausgangspunkt, um einen wirksamen Impfstoff gegen HIV zu entwickeln.

Drei entscheidende Parameter

Ein Forscherteam unter der Leitung der Universität Zürich (UZH) und des Universitätsspitals Zürich hat in einer umfangreichen Studie untersucht, welche Faktoren für die Bildung von breitneutralisierenden Antikörpern gegen HIV verantwortlich sind. Dazu untersuchten sie knapp 4.500 HIV-infizierte Menschen, die in der Schweizerischen HIV-Kohortenstudie und der Zurich Primary HIV Infection Study erfasst sind, und identifizierten 239 Personen, die solche Antikörper bilden.

Wichtig sind erstens drei krankheitsspezifische Charakteristika: die Anzahl der sich im Körper befindenden Viren, die Vielfalt der vorhandenen Virustypen sowie die Dauer einer unbehandelten HIV-Infektion. „Mit unserer Studie konnten wir erstmals zeigen, dass jeder der drei Parameter – Virusmenge, Virusvielfalt und Infektionsdauer – unabhängig voneinander die Entstehung breitneutralisierender Antikörper beeinflusst“, erläutert Huldrych Günthard, Professor für Klinische Infektiologie.

„Es ist somit nicht zwingend, für das Design eines HIV-Impfstoffs alle drei Parameter zu berücksichtigen. Das ist speziell im Hinblick auf die Dauer der Impfstoffgabe wichtig – eine längere unbehandelte HIV-Infektion mit einem Impfstoff nachzuahmen wäre unmöglich.“

Hautfarbe bestimmt bnAbs-Häufigkeit

Ein zweiter Faktor betrifft die Ethnie: HIV-infizierte Menschen dunkler Hautfarbe bilden häufiger breitneutralisierende Antikörper als Menschen mit heller Haut. Und zwar unabhängig von den anderen Faktoren, die in der Studie analysiert wurden. Für Alexandra Trkola, Professorin für medizinische Virologie an der UZH, muss dieser überraschende Befund noch näher untersucht werden: „Wir müssen zuerst genauer verstehen, welche Bedeutung und welche Auswirkungen die genetischen, geografischen und sozioökonomischen Faktoren von Menschen verschiedener Ethnien auf die Antikörperbildung haben.“

Der dritte Faktor beinhaltet den Einfluss des Virus-Subtyps auf die Antikörperbildung. Während die Häufigkeit der Antikörperproduktion unbeeinflusst blieb, konnten die Forschenden zeigen, dass der Virus-Subtyp einen starken Einfluss auf den Antikörpertyp hat, der gebildet wird.

Vorantreiben von HIV-Impfstoff

HI-Viren des Subtyps B führen häufiger zur Herstellung von Antikörpern, die sich gegen jene Region der Virusoberfläche richten, durch die es an die menschlichen Immunzellen, die CD4-Bindungsstelle, andockt. Andere Virus-Subtypen wiederum begünstigen die Produktion von Antikörpern, die sich an den Zuckerteil der Virus-Spikes, das V2-Glykan, heften. Spezifische Strukturmerkmale auf der Virushülle wirken sich je nach Virus-Subtyp auf die Bindungsspezifität der Antikörper aus.

„Unsere Ergebnisse zeigen, wie unterschiedliche Faktoren die Bildung von jenen Antikörpern fördern, die breit gegen unterschiedliche Virusstämme wirken. Diese Basis wird es erlauben, die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffes gegen HIV zielgerichtet voranzutreiben“, sagt Trkola.

Originalpublikation:

Determinants of HIV-1 broadly neutralizing antibody induction
Peter Rusert et al.; Nature Medicine, doi: 10.1038/nm.4187; 2016

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