Eine Covid-Impfung über die Nase würde direkt auf die Schleimhäute treffen und dort Antikörper bilden. Das wäre bei einem Atemwegsvirus ein Vorteil.

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Vektor- und mRNA-Impfstoffe – diese Technologien werden derzeit für die Corona-Impfung genutzt. Doch es gibt noch eine weitere vielversprechende Technologie, die sich OMV nennt. Die Abkürzung steht für outer membrane vesicles, das sind Membranpartikel, die von bestimmten Bakterien freigesetzt werden. Die neue Technologie nutzt diese Vesikel als Transportmittel für das Spikeprotein. Seit über zehn Jahren forscht der Molekularbiologe Stefan Schild, Professor am Institut für Molekulare Biowissenschaften der Uni Graz, bereits an OMVs. Und er sieht in ihnen großes Potenzial für ein weiteres Vakzin.

Was genau sind nun diese Vesikel? Sie werden ganz natürlich von Bakterien produziert und sind im Wesentlichen ein Bläschen deren äußerer Zellmembran. Sie enthalten viele der auf der Zellmembran vorkommenden Antigene, sind aber ein nichtinfektiöser Partikel, der kleiner als einen Mikrometer ist. Und die Bakterien schnüren die OMVs von selbst ab.

Im Labor können OMVs aus Bakterien gewonnen werden, um sie für Impfstoffe zu verwenden. Die OMVs können auch so modifiziert werden, dass toxische Bestandteile entfernt, aber Antigene, die zur Stimulierung einer Immunantwort geeignet sind, erhalten bleiben. OMVs sind also eine Art wirkungsverstärkende Hilfsstoffe.

Und genau die hat Schild in Graz mit einem Team und in Zusammenarbeit mit der Tufts University in Massachusetts (USA) erforscht. Die Ergebnisse haben sie jetzt im Fachjournal "Frontiers in Microbiology" publiziert. Schild erklärt: "Diese OMVs kann man 'beladen' und als Transportmittel für das Spikeprotein nutzen, um es dem Immunsystem zu präsentieren. Dieses entwickelt dann Antikörper gegen das Coronavirus, so wie bei jeder anderen Impfung auch."

Neuer Impfstofftypus

Die Vesikel, die Schild verwendet, sind abgeschnürte Außenmembranen von Cholera- und Kolibakterien, an denen er schon seit mehr als einem Jahrzehnt forscht. Will man die potenzielle Impfstofftechnologie wissenschaftlich einordnen, so gehört sie in die Klasse der Subunit- oder Konjugat-Impfstoffe. Denn sie verwendet nicht ein abgetötetes oder abgeschwächtes Virus, um es es dem Immunsystem zu präsentieren, sondern nur ein Viruselement, das Spikeprotein eben. Es gibt dabei einen wesentlichen Unterschied zu den mRNA-Impfstoffen, betont Schild: "Die Membranvesikel, die das Spikeprotein transportieren, können die Immunzellen direkt sehen und sofort Antikörper produzieren. Eine Einschleusung in unsere Körperzellen zur Bildung des Spikeproteins ist nicht notwendig."

Während die mRNA-Technologie also die Körpermaschinerie benutzt, um das Spikeprotein auszubilden, passiert das bei den OMVs bereits vorher in den Bakterien. Bisher wurde das potenzielle Vakzin im Mausmodell ausprobiert, da war es ähnlich wirksam wie die bereits zugelassenen Impfstoffe.

Ein weiterer Vorteil des Vakzins: Es wird nicht mit einer Spritze intramuskulös eingebracht, sondern kann über die Nase gegeben werden. Dadurch kann man eine musokale Reaktion hervorrufen, also eine Produktion von Antikörpern auf den Schleimhäuten. Bei intravenösen Impfungen werden die Antikörper vorwiegend im Blut gebildet, sie gelangen nur bedingt an die Oberfläche. "Bei einem Atemwegsvirus ist die Gabe über die Schleimhäute also ein klarer Vorteil", betont Schild.

Tatsächlich gibt es bereits Impfungen, die auf dieser Technologie basieren. Zwei Impfstoffe gegen das Bakterium Neisseria meningitidis, das Gehirnhautentzündung auslöst, wurden schon eingesetzt, bei lokalen Meningitis-Ausbrüchen in Skandinavien, Neuseeland und auf Kuba, in Großbritannien ist ein Impfstoff für Säuglinge zugelassen.

Joker für die nächste Pandemie

Derzeit steckt die Entwicklung des Impfstoffs noch in den Kinderschuhen, man hofft aber, getrieben durch die Pandemie, auf mehr Aufmerksamkeit. Die Uni Graz sucht jetzt Industriepartner für klinische Studien. Denn, so Schild, "wir können als akademische Forscher immer nur Anstöße geben, es geht nicht über das Tiermodell hinaus. Wir haben die Technologie jetzt aber zum Patent angemeldet und hoffen auf industrielle Partner. Nur so sind klinische Studien möglich, wir sind an der Universität auch gar nicht dazu in der Lage, diese alleine durchführen zu können."

Wie lange es noch dauert, bis ein auf dieser Technologie basierender Impfstoff zugelassen wird, kann Schild schwer sagen: "Der Impfstoff funktioniert, das wissen wir, er wurde ja auch schon eingesetzt. Normalerweise dauert so eine Entwicklung, bis sie alle Stationen durchlaufen hat, etwa zehn Jahre. Das ging bei den Corona-Impfstoffen auch deshalb viel schneller, weil ganz viel Geld dafür in die Hand genommen wurde und mehrere Schritte parallel abgewickelt wurden."

Der Vorteil der Technologie: Der Impfstoff wäre relativ einfach und daher auch relativ günstig in der Produktion, er muss nicht gekühlt werden und ist länger lagerfähig. Und er kann nasal gegeben werden, es braucht also nicht zwingend medizinisch geschultes Personal, um ihn zu verabreichen. All das macht ihn zum perfekten Kandidaten in der Distribution vor allem in Ländern mit weniger guter Infrastruktur wie etwa in Afrika: "Dort sind erst drei Prozent der Bevölkerung immunisiert, und die derzeit verfügbaren Impfstoffe werden sicher nicht ausreichen, um die Pandemie dauerhaft unter Kontrolle zu bringen."

Schild sieht die OMV-Technologie dabei nicht in Konkurrenz zu den bereits eingesetzten Vakzinen, "es ist ein weiteres Werkzeug mit anderen Eigenschaften. Man wäre dann breiter aufgestellt und müsste sich nicht auf wenige Vakzine verlassen." Und ist das Trägermaterial der OMVs erst einmal etabliert, könne es auch für eine ganze Reihe weiterer Infektionskrankheiten adaptiert werden. (Pia Kruckenhauser, 15.10.2021)