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Affen-Studie: Neuartige Impfung schützt vor HIV-Infektion

HI-Virus (Zeichnung): Makaken produzieren Impfprotein selbst Zur Großansicht
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HI-Virus (Zeichnung): Makaken produzieren Impfprotein selbst

Schon lange träumen Mediziner von einer Schutzimpfung gegen das HI-Virus. Bei einem neuen Ansatz lassen Forscher das Impfprotein von körpereigenen Zellen produzieren. Erste Tests mit Makaken sind vielversprechend.

Es gibt einen neuen Hoffnungsschimmer auf der Suche nach einem wirksamen Schutz vor einer HIV-Ansteckung: Forscher haben in Zell- und Tierversuchen erfolgreich ein kombiniertes Eiweißmolekül getestet, das an die Oberfläche der Viren bindet und sie so von der Infektion ihrer Wirtszellen abhält.

Das Molekül wirkte besser als sogenannte breit neutralisierende Antikörper, die auf der Suche nach einer Impfstrategie ebenfalls als vielversprechend gelten, berichten die Forscher im Fachblatt "Nature". Das Protein neutralisierte zahlreiche HIV-1-Varianten und schützte Makaken monatelang vor einer Infektion.

Wandelbares Virus

Nach dem Eindringen in einen Organismus binden HI-Viren an bestimmte Andockstellen auf der Oberfläche ihrer Wirtszellen. Erst nach dieser Bindung können die Viren die Zellen infizieren und ihre eigene Vermehrung in Gang setzen. Antikörper, die an unterschiedliche Strukturen der Viren binden, können theoretisch vor einer Infektion schützen.

Allerdings ändert das HI-Virus permanent seine Gestalt und entgeht so den Attacken des Immunsystems. Selbst breit neutralisierende Antikörper, die gegen wenig variable Bereiche des Virus gerichtet sind und somit gegen eine Vielzahl von Virusstämmen wirken, schützen nicht vor allen vorhandenen Virustypen. Nicht zuletzt daran war die Entwicklung einer Impfung bisher gescheitert.

Schutz gegen alle getesteten HIV-1-Varianten

Forscher um Matthew Gardner vom The Scripps Research Institute in Jupiter im US-Bundesstaat Florida stellten nun ein Protein her, welches zwei wesentliche Andockstellen für die HI-Viren auf den Wirtszellen imitiert, den CD4+-Rezeptor und den CCR5-Korezeptor. Die dazu passenden Bindungsstellen auf der Virusoberfläche gehören zu den am wenigsten variablen Strukturen der Viren.

Die Forscher zeigten zunächst in Zellversuchen, dass das Protein, dem sie den Namen eCD4-Ig gegeben haben, die Vermehrung der Viren hemmte. Es schützte vor allen getesteten HIV-1-Varianten, auch vor solchen, gegen die breit neutralisierende Antikörper wirkungslos sind, berichten die Forscher.

Virus startet Herstellung von Schutzprotein

Nach weiteren Versuchen in Mäusen testeten die Wissenschaftler das eCD4-Ig-Protein schließlich in vier Makaken. Gardners Team spritze den Tieren das Impfprotein jedoch nicht direkt. Die Makaken produzierten es vielmehr selbst, nachdem die Forscher ein gentechnisch verändertes Virus in ihre Körper geschleust hatten. Die zehn Versuchstiere bekamen im Verlauf mehrerer Wochen mehrere Dosen eines Affen-Immundefizienzvirus verabreicht, das das Hüllprotein von HIV-1 trägt.

Während alle Kontrolltiere, die kein eCD4-IG erhielten, sich nach und nach mit diesem Virus infizierten, konnten die Wissenschaftler bei den behandelten Affen keine Infektion nachweisen. Der Schutz hielt über den Versuchszeitraum von 34 Wochen an. Obwohl es noch zahlreiche Herausforderungen gibt, legen die Beobachtungen nahe, dass eCD4-Ig einen effektiven, lang anhaltenden und nahezu universellen Schutz vor einer HIV-1-Infektion bieten könne, schreiben die Forscher.

Einige Kollegen sind zurückhaltender: Die Zahl der Versuchstiere sei bisher sehr gering, kommentiert die US-Forscherin Nancy Haigwood von der Health & Science University in Beaverton im US-Bundesstaat Oregon die Arbeit ihrer Kollegen. Zudem hätten die Forscher die HI-Viren intravenös verabreicht. Das sei zwar der strengste Test für Wirksamkeit und Schutzwirkung, spiegele aber nicht den häufigsten natürlichen Infektionsweg über die Schleimhäute wieder. Es bleibe abzuwarten, ob das Protein auch dort wirke.

"Ich halte es generell für eine sinnvolle Strategie, keinen klassischen Impfstoff zu entwickeln", sagte Frank Kirchhoff, Virologe und HIV-Forscher am Universitätsklinikum Ulm. Der Ansatz, das Protein im Körper herzustellen, sei "sehr elegant". Ob die Methode überhaupt beim Menschen angewandt werden könne und wie sicher sie sei, müsse aber noch untersucht werden.

hda/dpa

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HIV/Aids - Die Fakten
Die HIV-Infektion
Die Infektion mit HIV erfolgt über Körperflüssigkeiten wie Blut, Sperma und Scheidensekret, aber auch über die Muttermilch. Außer ungeschütztem Vaginal- und Analverkehr gilt die gemeinschaftliche Nutzung von Spritzen durch Drogensüchtige als ein Hauptübertragungsweg.

Bei normalem Körperkontakt gibt es dagegen kein Infektionsrisiko, da die Körperhaut im Gegensatz zur Schleimhaut über eine schützende Hornschicht verfügt. Bei Verletzungen oder Ekzemen können allerdings auch hier Erreger eindringen. Beim beruflichen Umgang mit Kollegen am Arbeitsplatz besteht ebenso wenig Ansteckungsgefahr wie bei Besuchen von Schwimmbad oder Sauna oder gemeinsamem Essen. Kein Risiko gibt es auch bei ärztlichen und zahnärztlichen Behandlungen, da die Desinfektion von Instrumenten das Virus zuverlässig abtötet.
Die Krankheit Aids
Das HI-Virus zerstört allmählich das Immunsystem, indem es die Zahl der T-Helferzellen im Blut drastisch senkt. Während in den ersten Wochen nach der Infektion grippeähnliche Symptome auftreten können (aber nicht müssen), folgen der Ansteckung mit HIV meist mehrere Jahre ohne körperliche Anzeichen. Währenddessen vermehrt sich das Virus im Körper. Mit dem Beginn der ARC-Phase (Aids Related Complex) treten erneut Beschwerden wie nach der Infektion auf. Wenn die eigentliche Krankheit beginnt, spricht man von der Diagnose Aids (Acquired Immunodeficiency Syndrome).

Aids wird durch verschiedene Erkrankungen definiert. Sogenannte opportunistische oder Sekundär-Infektionen und Tumoren nutzen die schwache Immunabwehr aus. Trotz einer Behandlung stirbt der Patient an einer der Folgeerkrankungen. Zusätzlich können schon im Vorfeld virenhemmende Medikamente eingesetzt werden. Beide Maßnahmen verlängern die Lebenserwartung und steigern die Lebensqualität der Betroffenen.

Das Virus
Das Humane Immundefizienz-Virus (HIV) ist ein Retrovirus. Diese Erreger sind in der Lage, ihren genetischen Code in das Erbgut des Wirtskörpers, in diesem Falle des Menschen, einzubauen. Deshalb kann das Virus nach einer Infektion nicht wieder vollständig aus dem Körper entfernt werden.

Das Virus kommt in zwei Stämmen vor. HIV-1 ist weltweit verbreitet. Mikrobiologen unterscheiden Subtypen mit den Buchstaben A bis I und O. Der zweite Stamm, HIV-2, ist vorwiegend in Westafrika verbreitet. Ansteckungs- und Krankheitsverlauf sind in beiden Fällen ähnlich.

Die weltweite Verbreitung
Laut UNAIDS sind weltweit schätzungsweise 35 Millionen Menschen mit dem HI-Virus infiziert. Mit mehr als zwei Drittel der Infizierten bilden die Länder des südlichen Afrikas ein Zentrum der Epidemie.

Bis Ende 2008 erhielten rund vier Millionen HIV-positive Menschen in Ländern mit niedrigem oder mittlerem Einkommen eine antiretrovirale Therapie - im Vergleich zu drei Millionen Patienten im Jahr 2007 und lediglich 400.000 in 2003.
Die Verbreitung in Deutschland
In Deutschland nach einer Schätzung des Robert Koch-Instituts (RKI) derzeit etwa 70.000 Menschen mit HIV/Aids. 2013 wurden dem Institut 3263 gesicherte HIV-Neuinfektionen gemeldet - etwa zehn Prozent mehr als 2012. 550 Menschen starben demnach 2012 an den Folgen von Aids. Zum Vergleich: Mitte der neunziger Jahre starben in Deutschland bis zu 2500 Menschen pro Jahr an der Krankheit. Am häufigsten (53 Prozent) steckten sich homosexuelle Männer neu mit HIV. In 18 Prozent der Fälle erfolgte die Ansteckung nach heterosexuellem Kontakt, in 3 Prozent durch Spritzen von Drogen.
Chronik
1981: Vor allem in Kalifornien und New York sterben junge Männer an einer Krankheit, die das Immunsystem der Kranken ausschaltet. Am 5. Juni berichtet die US-Gesundheitsbehörde CDC erstmals über die auffällige Zunahme seltener Krebs- und Lungenentzündungsformen bei jungen Homosexuellen.

1982: In Deutschland und anderen europäischen Ländern werden die ersten Fälle diagnostiziert. Die erworbene Immunschwächekrankheit wird Aids (Aquired Immunodeficiency Syndrome) genannt.

1983: Die Forschungsgruppen von Robert Gallo (USA) und Luc Montagnier (Frankreich) identifizieren das Virus, das die Krankheit auslöst. Später erhält es den Namen HIV (Human Immunodeficiency Virus).

1984: Der erste HIV-Antikörpertest wird vorgestellt.

1985: In Atlanta findet die erste Welt-Aids-Konferenz statt. Durch den Aidstod des US-Schauspielers Rock Hudson wird die Krankheit einer breiten Öffentlichkeit bekannt. In Deutschland dürfen ab Herbst keine Blutpräparate mehr ohne vorherigen HIV-Test verkauft werden. Über 2300 Menschen - darunter mehr als 1800 Bluter - hatten sich zuvor infiziert.

1986: Aus Afrika werden die ersten Aidsfälle gemeldet.

1987: AZT, das erste Medikament, das den Verlauf der Krankheit verlangsamen kann, erhält eine Zulassung.

1988: Die WHO führt den 1. Dezember als Welt-Aids-Tag ein.

1991: Die rote Schleife wird internationales Symbol für den Kampf gegen Aids.

1995: Sogenannte Protease-Hemmer kommen als neues Aidsmedikament auf den Markt.

1996: Die Vereinten Nationen gründen UNAIDS, eine Unterorganisation der Uno für den Kampf gegen die Krankheit.

1999: Wissenschaftler finden Belege dafür, dass das HI-1-Virus von einer Schimpansen-Unterart stammt, die nur im westlichen Zentralafrika vorkommt.

2003: Der erste Fusionshemmer kommt als vierte Klasse von Aidsmedikamenten in den USA auf den Markt.

2004: Die WHO startet die Initiative "3 by 5". Danach sollen 2005 drei Millionen Infizierte mit Medikamenten versorgt werden.

2005: Nach Angaben der UNAIDS sind über 40 Millionen Menschen weltweit mit HIV infiziert - ein neuer Höchststand. Das Berliner Robert Koch-Institut geht von 2600 Neuinfizierten in Deutschland aus. In Deutschland leben insgesamt 49.000 HIV-Positive.

2006: Der jüngste Welt-Aids-Bericht von UNAIDS meldet, dass die Rate der Neuinfektionen sich erstmals seit dem Ausbruch der Seuche verlangsamt. Immer noch erhalten viele Infizierte und Erkrankte in der Dritten Welt keine Versorgung, besonders HIV-positive Kinder.

2008: Uno-Generalsekretär Ban Ki Moon legt einen Bericht vor, nach dem im Dezember 2007 weltweit schätzungsweise 33,2 Millionen Menschen mit HIV infiziert waren.

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