Forscher haben einen „umgekehrten Impfstoff“ entwickelt, der den Schaden umkehrt, der dadurch verursacht wird, dass das Immunsystem bei Autoimmunerkrankungen wie Multipler Sklerose, Typ-1-Diabetes und rheumatoider Arthritis fälschlicherweise gesunde Organe und Gewebe angreift. Es könnte den Weg zur Behandlung dieser Krankheiten ebnen, ohne das gesamte Immunsystem zu unterdrücken.
Typischerweise bringen Impfstoffe dem körpereigenen Immunsystem bei, virale oder bakterielle Eindringlinge als Feinde zu erkennen, die vernichtet werden müssen. Jetzt haben Forscher der University of Chicago einen „umgekehrten Impfstoff“ entwickelt, der genau das Gegenteil bewirkt.
Der neue Impfstoff löscht die Erinnerung des Immunsystems an ein Molekül, was bei der Bekämpfung von Krankheitserregern unerwünscht ist, sich aber als Behandlung bei Autoimmunerkrankungen erweisen könnte.
Die Aufgabe der T-Zellen des Immunsystems besteht darin, spezifische fremde Antigene auf der Oberfläche schädlicher Zellen zu erkennen und diese anzugreifen. Allerdings machen T-Zellen manchmal Fehler. Bei Autoimmunerkrankungen wie Multipler Sklerose (MS), Typ-1-Diabetes und rheumatoider Arthritis reagieren T-Zellen eigenständig und verwechseln gesunde Organe und Gewebe mit fremden Organismen.
Forscher sind sich der Bedeutung der Leber für die Vermittlung lokaler und systemischer Toleranz gegenüber eigenen und fremden Antigenen bewusst. Sie nutzen den natürlichen Mechanismus der Leber, Moleküle in Zellen mit „Nicht angreifen“-Tags abzubauen, um eine Autoimmunreaktion auf Zellen zu verhindern, die auf natürliche Weise absterben. Durch die Kopplung des Antigens an Moleküle, die alten Zelltrümmern ähneln, erkennt die Leber es als Freund und nicht als Feind.
„In der Vergangenheit haben wir gezeigt, dass dieser Ansatz zur Vorbeugung von Autoimmunerkrankungen eingesetzt werden kann“, sagte Jeffrey Hubbell, korrespondierender Autor der Studie. „Aber das Spannende an dieser Arbeit ist, dass wir gezeigt haben, dass wir Krankheiten wie Multiple Sklerose behandeln können, wenn bereits eine Entzündung vorliegt, was in der Praxis von größerem Nutzen ist.“
Die Rolle der Leber bei der „peripheren Immuntoleranz“ ist ein Mechanismus, durch den selbstreaktive T-Zellen gelöscht werden oder überempfindlich werden (nicht mehr funktionsfähig auf Antigene reagieren), wodurch verhindert wird, dass der Körper eine unangemessene Immunantwort auslöst. In früheren Studien fanden die Forscher heraus, dass die Markierung eines Moleküls mit einem Zucker namens N-Acetylgalactosamin (pGal) diesen Prozess nachahmen könnte, indem die Moleküle an die Leber abgegeben werden und eine Toleranz gegenüber den Molekülen in der Leber entsteht.
„Die Idee ist, dass wir jedes Molekül an pGal binden können, sodass das Immunsystem tolerant dafür wird“, sagte Hubbell. „Anstatt die Immunität zu stärken, wie man es mit einem Impfstoff tun würde, unterdrücken wir die Immunität mit einem umgekehrten Impfstoff auf ganz spezifische Weise.“
In der aktuellen Studie konzentrierten sich die Forscher auf ein Mausmodell einer Multiple-Sklerose-ähnlichen Erkrankung, bei der das Immunsystem Myelin angreift, die isolierende Hülle, die die Nerven umgibt. Sie verbanden das Myelin-Protein mit pGal und testeten die Wirksamkeit des umgekehrten Impfstoffs. Dabei stellten sie fest, dass das Immunsystem den Angriff auf Myelin beendete, die normale Funktion der Nerven ermöglichte und die Krankheitssymptome umkehrten.
Derzeit werden Autoimmunerkrankungen häufig mit Immunsuppressiva behandelt, die das gesamte Immunsystem unterdrücken. Dies ist jedoch nicht ideal.
„Diese Behandlungen können sehr effektiv sein, aber sie blockieren auch die Immunantwort, die zur Abwehr der Infektion erforderlich ist, und haben daher viele Nebenwirkungen“, sagte Hubbell. „Wenn wir Patienten mit einem umgekehrten Impfstoff behandeln könnten, wäre dieser spezifischer und hätte weniger Nebenwirkungen.“
Derzeit laufen klinische Studien der Phase 1, um die Sicherheit der Therapie bei Menschen mit Multipler Sklerose zu bewerten. Obwohl es derzeit keine klinisch zugelassenen umgekehrten Impfstoffe gibt, sind die Forscher unglaublich gespannt auf die Weiterentwicklung dieser Technologie.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Nature Biomedical Engineering veröffentlicht.