Malaria: Impfstoff hält Parasiten in Erythrozyten gefangen

Providence – Durch Labortests am Blut von Kindern aus einer Endemieregion in Tansania, die eine natürliche Immunität gegen Malaria haben, konnten US-Forscher ein Antigen des Parasiten isolieren, das in tierexperimentellen Studien als Impfstoff Mäuse (teilweise) vor einer Malaria-Infektion geschützt hat. Laut dem Bericht in Science (2014; 344: 871-877) blockieren die vom Impfstoff induzierten Antikörper den Austritt der Parasiten aus den Erythrozyten.

In Hochendemie-Ländern infizieren sich praktisch alle Kinder in den ersten beiden Lebensjahren mit Plasmodium falciparum. Die meisten erkranken an einer Malaria, die in den ersten Lebensjahren zu den meisten Todesfällen führt. Einige Kinder überwinden die Infektion, ohne dass es zum Ausbruch einer Malaria kommt. Ihr Immunsystem hatte, vielleicht nur zufällig, die richtigen Antikörper gebildet, die die Vermehrung der Erreger verhindern. Die Kenntnis dieser Antikörper ist für Impfstoffentwickler von großer Bedeutung. Denn die Antigene auf den Parasiten, die von den protektiven Antikörpern erkannt werden, könnten sich als Impfstoff eignen.

Also beschloss das Team um Jake Kurtis vom Center for International Health Research at Rhode Island Hospital in Providence, nach den Antikörpern zu suchen. Mittels einer cDNA-Bibliothek produzierten sie aus den Genen des Erregers mehr als eine Million Antigene. Diese brachten sie mit den Seren von Kindern mit und ohne natürliche Immunität in Verbindung. In drei Fällen reagierten nur die Seren der immunen Kinder.

Eines der drei Gene war PfSEA-1 (für Plasmodium falciparum schizont egress antigen-1). Es wird vom Erreger während der Schizogonie, der ungeschlechtlichen Vermehrung in den Erythrozyten gebildet. Die Erreger benötigen PfSEA-1, um die Erythrozyten nach der Vermehrung wieder zu verlassen und (dann als Merozoiten) andere Erythrozyten zu infizieren. Für den Austritt (Egress) veranlassen die Parasiten die Ruptur des Erythrozyten. Die protektiven Antikörper verhindern dies, was den Vermehrungszyklus empfindlich stört.

Um die Eignung von PfSEA-1 zu prüfen, stellten die Forscher das Antigen zunächst mit Hilfe von rekombinanten Bakterien in größerer Menge her. Dann wurde es in fünf Experimenten an Mäusen erprobt. In allen Experimenten entwickelten die Nager eine Immunität. Sie konnten zwar eine Malaria nicht verhindern, die Vermehrung der Plasmodien wurde jedoch deutlich eingeschränkt und die Überlebenszeit der Tiere verlängert.

Zusätzlich untersuchten die Forscher noch einmal die Blutproben von 453 Kindern aus der ursprünglichen Kohorte. Kein Kind war an einer schweren Malaria erkrankt, solange die Antikörper gegen PfSEA-1 im Serum vorhanden waren. Auch in einer zweiten Kohorte aus 138 Kenianern im Alter von 12 bis 38 Jahren war die Plasmodien-Konzentration nur halb so hoch, wenn ihr Immunsystem die Antikörper produzierte. Es könnte deshalb sein, dass eine Impfung mit dem Antigen PfSEA-1 eine lebenslange Immunität hinterlässt.

Die Forscher planen jetzt weitere Experimente an Tieren. Daran könnte sich schon bald eine Phase I-Studie anschließen. Angesichts von 627.000 jährlichen Todesfällen durch die Malaria, die meisten davon im Kindesalter, besteht ein hoher Bedarf an einem effektiven Impfstoff. Die von GlaxoSmithKline entwickelte RTS,S-Vakzine, die vermutlich demnächst zugelassen wird, konnte in Phase III-Studien die Zahl der Erkrankungen bei Kindern um etwa die Hälfte und bei Säuglingen im ein Viertel senken.

rme