Impfen durch Inhalieren

Nanomedizin-Preis für Wissenschaftler-Team mit Beteiligung von HZI und Merck

15.12.2015 - Deutschland

Wissenschaftler eines Konsortiums mit Beteiligung des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) sind mit dem „Nanomedicine Award 2015“ ausgezeichnet worden. Die Forscher hatten ein Impfverfahren entwickelt, bei dem der Impfstoff zerstäubt und über die Lungenschleimhaut aufgenommen wird. Der Nanomedicine Award wird alle zwei Jahre von der European Technology Platform on Nanomedicine (ETPN) vergeben.

Impfungen werden meist per Injektion verabreicht, was viele Menschen als unangenehm empfinden. Die Immunisierung per Spritze erfordert zudem einen gewissen logistischen Aufwand, da sie hohe Anforderungen an die Sterilität stellt und nur von medizinisch geschultem Personal vorgenommen werden kann. Forscher suchen deshalb seit längerem nach Möglichkeiten, „nadelfrei“ zu impfen.

Einen viel versprechenden neuen Weg zu diesem Ziel könnten die Ergebnisse eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Konsortiums aufzeigen, in dem Wissenschaftler der Firma Merck und verschiedener öffentlicher Forschungseinrichtungen zusammenarbeiten. Dem Forscher-Team gelang es, impfstoffbeladene Nanopartikel zu entwickeln, die mittels eines Aerosols in die Lunge transportiert und dort über die Schleimhaut aufgenommen werden. Als Trägersubstanz verwendeten sie das Biopolymer Chitosan. Sowohl bei Mäusen als auch in Testsystemen mit menschlichen Zellkulturen zeigte sich: Die Partikel rufen eine Immunreaktion hervor.

„Dafür war bei den untersuchten Test-Impfstoffen die Aufnahme der Aerosole über die Lunge tatsächlich ausreichend. Durch impfstoffverstärkende Adjuvantien konnte der Einsatz der wirksamen Komponenten sogar noch um das Zehnfache verringert werden, ohne dass es zu Einbußen bei der Wirksamkeit kam“, erklärt Prof. Claus-Michael Lehr, leitender Wissenschaftler am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), einer Außenstelle des HZI. „Die Verabreichung auf Trägerpartikeln macht den Impfstoff zudem besonders robust: Eine Kühlkette für Transport und Lagerung ist nicht erforderlich.“

„Ein Vorteil bei der Impfung über die Schleimhäute ist, dass der Impfstoff auf demselben Weg in den Körper gelangt wie viele Krankheitserreger – anders als bei der Verabreichung mittels einer Spritze“, sagt Prof. Carlos A. Guzmán, leitender Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI). „Das erleichtert es dem Körper, eine wirksame Immunantwort aufzubauen.“

„Unsere Forschung befindet sich noch in einem sehr frühen Stadium“, erklärt Projektleiterin Dr. Andrea Hanefeld von Merck. „Bis daraus einmal ein praktisch anwendbares Verfahren zur Impfung mithilfe eines Inhalationsgerätes entwickelt sein wird, ist noch viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit nötig.“ Dennoch ist sie überzeugt: „Das Prinzip, über die Lungenschleimhaut zu impfen und dabei die Immunzellen mit nanomedizinischen Verfahren anzusteuern, hat ein enormes Potenzial. Es lässt sich sowohl für die therapeutische Vakzinierung in der Krebstherapie als auch für die klassische Impfung einsetzen.“ Das gemeinsame Projekt, so Hanefeld, sei nicht nur ein herausragendes Beispiel für eine Kooperation zwischen Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen (Public-private-Partnership), sondern auch für die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen pharmazeutischen Technologen und Immunologen.

Neben Merck und dem HZI mit seiner Außenstelle HIPS gehören dem Projektteam auch die Charité-Universitätsmedizin Berlin, die Universität Kiel, die Universitätsklinik Bonn und das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Würzburg an.

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