MRSA-Impfstoff: Nanoschwamm drüber!

24. Januar 2014
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MRSA ist einer der gefürchtesten Krankenhauskeime. Wissenschaftler haben nun einen Nanoimpfstoff entwickelt, mit dem das Immunsystem gegen den gefährlichen Erreger gewappnet werden könnte.

Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA), der wohl prominenteste Vertreter aller Krankenhauskeime, verursacht weltweit etwa 1,5 Millionen Krankenhausinfektionen pro Jahr – in Deutschland sind es grob 100.000. Wenn der Keim bei geschwächten Patienten eine Blutvergiftung oder eine Lungenentzündung auslöst, enden viele der Infektionen tödlich. In den letzten Jahren wurden MRSA zunehmend auch außerhalb von Krankenhäusern gefunden.

Mini-Toxin-Schwämme

Infektionen mit MRSA werden mit sogenannten Reserveantibiotika behandelt. Da aber auch hier die Gefahr der Resistenzbildung besteht, suchen Wissenschaftler nach alternativen Methoden, um Menschen vor dem Tod durch MRSA zu schützen. Nanoingenieure der University of California in San Diego, USA, haben nun „Nanoschwämme“ entwickelt, die als Impfstoffe gegen das Toxin des gefährlichen Erregers fungieren könnten. Ihre Arbeit wurde in der Dezember-Ausgabe des Fachmagazins „Nature Nanotechnolgy“ veröffentlicht.

Perfekt verpackt und getarnt

Impfungen mit und gegen bakterielle Toxine sind nicht einfach zu entwickeln: Sind die Toxine zu stark, schwächen sie den Empfänger, sind sie zu schwach, ist die Impfung unwirksam. Bei herkömmlichen Ansätzen werden die Toxine durch chemische Veränderungen oder Hitzeeinwirkung derart modifiziert, dass sie den Impfling weitgehend unbeschadet lassen. Der Nachteil ist: Sie verlieren durch diesen Prozess deutlich an Effektivität. Die Wissenschaftler aus Kalifornien haben nun das unveränderte MRSA-Toxin alpha-Hämolysin in Nanopartikel aus PLGA (poly lactic-co-glycolic acid) verpackt und zur Tarnung mit einer Membran roter Blutzellen umgeben. Auf diese Weise bleiben die Toxine ausreichend wirksam, um eine Reaktion des Immunsystems zu bewirken. Studienleiter Liangfang Zhang bezeichnet die Nanopartikel treffend als „Hybrid-biomimetische Membran“.

Toxinsauger umfunktioniert

Die Membran der roten Blutzellen dient nicht nur als Tarnung, sondern saugt zudem alle porenbildenden Toxine, die ihr begegnen, auf wie ein Schwamm. Den Wissenschaftlern war nämlich zunächst gar nicht an der Entwicklung eines Impfstoffes gelegen, als sie die Nanoschwämme entwickelten. Mit den ersten Ausführungen der kleinen Partikel verfolgten sie eher therapeutische Ziele, indem sie bakterielle Toxine im Blutstrom aufsaugen ließen. Weil die kleinen Schwämme ihre Arbeit äußerst effektiv ausführten, kamen die Wissenschaftler auf die Idee, sie auch als Transportmittel bei einer Impfung einzusetzen. So kreierten die Forscher Nanopartikel, die mit dem Virulenzfaktor von S. aureus (alpha-Hämolysin) bestückt waren. Diese Mini-Toxin-Schwämme können einerseits Antikörper aktivieren und andererseits ansonsten tödliche Dosen des Toxins praktisch wegsaugen.

Präklinik: Effektiver Impfstoff

In einem Versuch an Mäusen testeten die Wissenschaftler bereits, ob ihr Impfstoff effektiver ist als der hitzebehandelte Virulenzfaktor. Und in der Tat: Mäuse, die mit dem Nanoimpfstoff behandelt worden waren, hatten mehr Antikörper gegen Hämolysin gebildet. Diese Antikörper banden zudem stärker an das Toxin als die wenigen Antikörper der Mäuse, die mit dem hitzebehandelten Hämolysin geimpft worden waren.

Nach einer ersten Injektion mit dem Impfstoff überlebten lediglich 10 Prozent der Mäuse eine S. aureus-Infektion, die zuvor mit dem hitzebehandelten Toxin geimpft worden waren. Bei den Tieren, die mit dem Nanoimpfstoff immunisiert worden waren, waren es immerhin 50 Prozent. Nach zwei weiteren Booster-Impfungen überlebten 100 Prozent der Tiere nach einer Impfung mit dem Nanovakzin. Bei den Mäusen, die das hitzebehandelte Toxin erhalten hatten, waren es 90 Prozent. Bei den komplizierten Hautinfektionen, die ebenfalls von S. aureus verursacht werden können, konnte der Impfstoff bei den Mäusen durch das Toxin verursachte Hautnekrosen verhindern.

Vielfältig einsetzbar

Alpha-Hämolysin gehört zu einer Gruppe von Toxinen, die Poren in Zellmembranen bilden und so die Zellen zerstören. Außer von S. aureus werden derartige Toxine auch von anderen bekannten Gesundheitsgefährdern wie E. coli und H. pylori produziert. Auch in tierischen Giften wie Schlangengift kommen sie vor. Der Impfstoff könnte sowohl prophylaktisch als auch therapeutisch zum Einsatz kommen, schreiben die Studienautoren. Da die Wissenschaftler lediglich mit dem bakteriellen Toxin arbeiten und nicht mit dem gesamten Bakterium, umgehen sie eine Resistenzbildung gegen die wenigen noch verfügbaren Antibiotika gegen MRSA. Die Wissenschaftler können sich außerdem vorstellen, ihren Impfstoff gleich mit mehreren Toxinen zu bestücken – von Toxinen aus S. aureus bis solchen aus Schlangengift ist alles denkbar. Denn dank ihrer Technik ist es nun erstmals möglich, den menschlichen Abwehrzellen offenbar gefahrenlos intakte Toxine zu präsentieren.

115 Wertungen (4.32 ø)
Chirurgie, Forschung, Medizin

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13 Kommentare:

Dr. Gero Beckmann
Dr. Gero Beckmann

Vielen Dank für den interessanten Artikel. Aus meiner Sicht zwei Kommentare:

1. hinsichtlich der MRSA-Problematik haben wir seit vielen Jahren kein Erkenntnis-, sondern ein krankhaushygienisches Umsetzungs-Problem.

2. Auch wenn die zitierten Nanos letztlich abbaubar sind, bedarf es sicher noch vieler Langzeitstudien, um mögliche Negativeffekte sicher auszuschließen. Was ist z.B. mit der kapillaren Endstrombahn?

#13 |
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Dr. med. Ludwig Kirmeier
Dr. med. Ludwig Kirmeier

Was passiert dann mit den vollgesogenen “Schwämmen”? Wie werden die Zellen eleminiert, wenn die Milz die Nanopartikel ausfiltert?

#12 |
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Gesundheits- und Krankenpfleger

MRSA ist nicht allein ein Krankenhausproblem. Ursächlich sind inzwischen vor allem auch die Bedingungen in der Massentierhaltung. Dadurch werden auch die effektivsten Bemühungen wie z.B. in den Niederlanden schon mittelfristig ausgehebelt. Der nun gefundene äußerst vielversprechende nanotechnische Ansatz berücksichtigt den Menschen als das Lebewesen das er ist: fehlerhaft.

#11 |
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Monika Geissler
Monika Geissler

Man sollte doch besser versuchen, die Krankenhauskeime zu eliminieren, anstatt sie durch eine neue Impfung mit ihren Risiken und bis dato noch unbekannten Nebenwirkungen zu bekämpfen.

#10 |
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Dr. phil edgar wahl
Dr. phil edgar wahl

Sehr geehrte Damen und Herren,
mit einem Zitat aus den USA ” Keime gehören zu den Easy – Mutants” möchte ich hier mal ein Stück vorstellen aus dem MIT. Auch dort hatte man in einem Labor mit Verunreinigungen zu kämpfen. Dort hatte man aber die Ursachen gesucht warum diese Verunreinigung entstand. Erst nach dem Abschluss begann man gegen den Keim etwas zu unternehmen.

Was würde dies mit dem MRSA bedeuten.?

Es nützt uns nichts, meiner Meinung nach, die bestehende MRSA Verseuchung alleine zu bekämpfen, sondern die wirklichen Umstände die dazu führen. Also die gesetzlichen Grundlagen hierfür sind in den Hygienegesetzen ja ausreichend dargestellt. Die Bekämpfung des Keimes selbst ist Sache der Pharmaforschung, die ursachenbekämpfung ist aber Sache der Kliniken und der Haygienespezialisten die hier beratend tätig sind. Hier sollten wirkliche Austauschplattformen geschaffen werden.

Mft freundlichen Gruessen Edgar Wahl

#9 |
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Franz Demir
Franz Demir

Sehr geehrter Hr. Dr. J. Rohne, ich bin ganz Ihrer Meinung. Sowohl was die Krankenhäuser und die Forschung betrifft, als auch bezüglich so mancher hier abgegebener Kommentare. Ich weiß wie aggressiv dieser Keim ist, ich habe mir selbst einen solchen bei einer fast 8-stündigen OP 2010 eingehandelt. Ich rang quasi wochenlang mit dem Tode, wie ich heute weiß. Er wurde in dieser Zeit mit einem eben solch aggressiven Antibiotikum behandelt, wobei meine Venen und mein AZ sehr darunter litten. Drum würde es mich für die vielen Patienten freuen, wenn diese Forschungsergebnisse schnell zum alltäglichen Einsatz in den Kranklenhäusern kommen.
Ich werde mich für einen eventuell eingeschlichenen Rechtschreibfehler nicht entschuldigen, nein, wenn wer einen findet, kann er ihn getrst behalten!

#8 |
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Dr. med. Jens Rohne
Dr. med. Jens Rohne

Es meiner Sicht sind hier populistische schwarz / weiß Kommentare fehl am Platz, da es sich hier um eine universitäre Forschergruppe und nicht um die Pharmaindustrie handelt. Ich habe selbst einige Jahre im Max-Delbrück-Center für molekulare Medizin in Berlin geforscht und kann vor dieser genialen Leistung nur den Hut ziehen, weil ich weiß, wie viel Herz und Zeit hinter einer solchen Arbeit steckt. Wir alle setzen in solche Forschungen große Hoffnungen für das Wohl unserer Pat.
Die andere Seite ist die Krankenhausfinanzierung. Wenn ein MRSA-Schnelltest in der Rettungsstelle 40 € kostet und die Krankenversicherung für die gesamte Behandlung in der Rettungsstelle nur 25 € zahlt, dann kann sich das keine Klinik der Welt leisten. D.h. kostendeckende Finanzierung der Kliniken, genügend Personal und, um falsche Anreize zu eliminieren (CA-Boni), alle Kliniken in Non-Profit-Gesellschaften umwandeln!

#7 |
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Wissenschaftliche Mitarbeiterin (für klinische Studien)

Kein Mensch kann alles können. Hier forschen Menschen, um anderen das Leben zu retten, solange die okönomischen und sozialen Strukturen Gesundheit für alle noch(?) nicht ermöglichen.
Schade, dass es so viel leichter ist, andere schlecht zu machen, als selber etwas Konstruktives beizusteuern.
Falls sich ein Rechtschreibfehler eingeschlichen hat, bitte ich im Voraus um Entschuldigung.

#6 |
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Dorothee Hönes
Dorothee Hönes

an Herrn Rolf Müller:
“selig” schreibt man nur mit einem “e”

#5 |
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sandra blumenthal
sandra blumenthal

Die URSACHE zu bekämpfen wäre einfach, aber nun mal nicht gewollt..

Fragt sich, warum bisher niemand auf die Idee gekommen ist eine Imfung gegen Scharlach zu finden. Das wäre vergleichsweise wieder wenig lukrativ, denn ABs sind dort ja erfolgreich einzusetzen. Ich kenne auch noch eine weitere Antwort: Mehr als 45 Varianten, nicht wahr…
Nun, auch hier EINFACH, ABER NICHT GEWOLLT- UND: viel zu günstig…:(

Vielleicht wird auch auf mögliche Impfschäden spekuliert, die wiederum behandelt werden müssen. Ein toter Patient braucht nichts mehr..

#4 |
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LMD Dr. med. Uwe Straubel
LMD Dr. med. Uwe Straubel

Wieder ein Beispiel dafür, dass es lukrativer ist die Folgen zu bekämpfen statt die Ursachen des Übels anzugehen.

#3 |
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rolf müller
rolf müller

Bin ja gespannt, wann man nicht mehr an die alleinig seelig machende Pharmaindustrie glaubt, sondern Probleme dieser Art ganzheitlich sieht, und ökonomische “Sachzwänge” welche hinter dieser Infektion steht, angeht.

#2 |
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Gast
Gast

Solche Entdeckungen haben das Potenzial ganze Firmenzweige unlukrativ zu machen und den Markt zu kräftig aufzumischen.

#1 |
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