Besserer Impfstoff gegen Meningitis

Dr. Timm Fiebig, Dr. Johannes Cramer und PD Dr. Martina Mühlenhoff (v.l.) mit einer Darstellung der chemi­schen Verän­derung der Kapsel­po­lys­ac­charide des Menin­gitis-Bakte­riums. Foto: Karin Kaiser / MHH

Besserer Impfstoff gegen Meningitis

Menin­go­kokken sind weltweit vorkom­mende Bakterien, die eine Hirnhaut­ent­zündung (Menin­gitis) oder eine Blutver­giftung (Sepsis) auslösen können. Vor allem Kinder unter fünf Jahren und Jugend­liche zählen zu den beson­deren Risiko­gruppen. Da Menin­go­kokken-Infekte innerhalb weniger Stunden lebens­be­drohlich werden können, ist ein Impfschutz besonders wichtig.

Es gibt verschiedene Menin­go­kokken-Typen, die je nach Aufbau ihrer Oberflä­chen­struk­turen in sogenannte Serogruppen unter­teilt werden. Einer der wichtigsten Erreger der bakte­ri­ellen Menin­gitis ist Neisseria menin­gitidis der Serogruppe A (NmA). Weil die Bakterien von einer schüt­zenden Kapsel aus Polys­ac­cha­riden umgeben sind, sind sie gegen das Immun­system weitgehend abgeschirmt. Gleich­zeitig setzen hier Impfstoffe an, die diese Kapsel­po­lys­ac­charide als Antigen nutzen, um eine Immun­antwort auszu­lösen. Ein Forschungsteam der Medizi­ni­schen Hochschule Hannover (MHH) unter der Leitung von PD Dr. Martina Mühlenhoff und Dr. Timm Fiebig vom Institut für Klinische Biochemie hat den Synthe­seweg unter­sucht und heraus­ge­funden, wie Impfstoffe gegen NmA künftig stabiler, sicherer und kosten­güns­tiger herge­stellt werden könnten. Die Studie in Koope­ration mit den MHH-Insti­tuten für Virologie und für Biophy­si­ka­lische Chemie sowie den Univer­si­täten Salzburg und Würzburg ist jetzt in der Fachzeit­schrift Nature Commu­ni­ca­tions veröf­fent­licht worden.

Der Menin­go­kokken-Impfstoff gehört zu den sogenannten Konju­ga­t­impf­stoffen. Sie bestehen aus einem bakte­ri­ellen Antigen – im Fall des Menin­go­kok­ken­impf­stoffs ein Polys­ac­charid – und einem Prote­in­bau­stein, der die Immun­re­aktion bei der Impfung verstärkt. Bislang ist die Herstellung aller­dings noch recht aufwendig. Dafür werden die Bakterien zunächst in Biofer­mentern gezüchtet. Anschließend werden die schüt­zenden Kapseln isoliert und zerkleinert, was jedoch häufig mit dem Verlust einer bestimmten Modifi­kation des Polys­ac­charids einhergeht. »Diese Modifi­kation wird durch das Enzym CsaC vorge­nommen und macht das Kapsel­po­lys­ac­charid und damit auch den Impfstoff stabiler«, erklärt Dr. Fiebig.

Das Forschungsteam hat nun aufge­klärt, wie CsaC genau aufgebaut ist und wie es die Verän­derung am Kapsel­po­lys­ac­charid vornimmt. Das macht den Weg frei für ein künftig rein synthe­ti­sches Verfahren der Impfstoff­her­stellung. Dabei setzen speziell im Labor herge­stellte Enzyme die für den Impfstoff benötigten Polymer­hüllen einfach nach dem Baukas­ten­prinzip zusammen. »Bei dieser Methode benötigen wir keine Bakterien mehr«, betont der Bioche­miker. Das bedeutet nicht nur eine geringere Bioge­fährdung, sondern auch ein stabi­leres Impf-Konstrukt und eine kosten­güns­tigere Herstellung. Bis der Impfstoff auf diesem Weg herge­stellt werden kann, wird es nach Einschätzung des Forschers aber vermutlich noch einige Jahre dauern.

Origi­nal­pu­bli­kation:

»Struc­tural and mecha­nistic basis of capsule O‑acetylation in Neisseria menin­gitidis serogroup A« ist hier online verfügbar

Textquelle: Stefan Zorn, Medizi­nische Hochschule Hannover

Bildquelle: Dr. Timm Fiebig, Dr. Johannes Cramer und PD Dr. Martina Mühlenhoff (v.l.) mit einer Darstellung der chemi­schen Verän­derung der Kapsel­po­lys­ac­charide des Menin­gitis-Bakte­riums. Foto: Karin Kaiser / MHH