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Meilenstein bei HIV-Impfung

Neue Moderna-Studie mit mRNA-Impfstoff auf dem Weg

Neuer Moderna-Impfstoff in Studie

Mithilfe der neuen Impfung von Moderna soll eine spezifische Immunantwort samt Bildung von breit wirksamen, neutralisierenden HIV-Antikörpern ausgelöst werden. Das entsprechende Antigen wurde bereits in einer vorherigen Studie in anderer Form (Protein- statt Gen-basiert) getestet und fĂŒhrte dort bei 97 % der Studienteilnehmer:innen zur erwĂŒnschten Immunantwort [1].

Wie bei Modernas Corona-Impfstoff enthĂ€lt auch der neue mRNA-Impfstoff gegen HIV die genetische „Bauanleitung”, mit der menschliche Zellen virale OberflĂ€chenproteine produzieren können. So können vorsorglich Antikörper gegen HIV-OberflĂ€chenproteine gebildet werden, die das Virus bei Kontakt daran hindern, in die Zellen einzudringen [1].

Die Studie findet derzeit in vier amerikanischen StĂ€dten statt und verfĂŒgt ĂŒber 56 erwachsene HIV-negative Studienteilnehmer:innen [1].

Um besser zu verstehen, weswegen dies ein Meilenstein ist, lohnt es, sich ein paar HintergrĂŒnde zum Thema HIV und den bisherigen Impfstoff-BemĂŒhungen klarzumachen.

HIV-Impfstoff mit HĂŒrden

Im vergangenen Jahrzehnt ist die Zahl an HIV-bedingten TodesfĂ€llen um die HĂ€lfte zurĂŒckgegangen. Dies liegt jedoch insbesondere an der fortschrittlichen Behandlungsmöglichkeit durch moderne antivirale Medikamente [2].

Allerdings ermöglichen diese lediglich ein Leben „mit” und nicht etwa „ohne” HIV. Zumal global gesehen bei weitem nicht alle Betroffenen Zugang zu den ĂŒberlebenswichtigen, aber ausgesprochen teuren HIV-Medikamenten haben. So liegt HIV als Todesursache in LĂ€ndern wie Mosambik, Botswana und SĂŒdafrika auch heute noch ĂŒber 25 % [2].

Abbildung mit dem Anteil an TodesfÀllen durch HIV/AIDS
Prozentualer Anteil von HIV/AIDS als Todesursache

Eine Statistik, die dringend mehr Aufmerksamkeit und vehementes Gegensteuern verdient. Doch Impfstoffe als lang ersehnte „Wunderwaffe” blieben bisher weit hinter den Erwartungen zurĂŒck. Und das hat wichtige GrĂŒnde.

Warum die Impfstoff-Entwicklung bei HIV schwierig ist

So ist es fĂŒr das menschliche Immunsystem ausgesprochen schwierig, das HI-Virus ĂŒberhaupt erst abzuwehren, geschweige denn eine erfolgte Infektion zu ĂŒberwinden. WĂ€hrend es bei anderen Erregern hochwirksame immunologische „Abwehr-Einheiten” gibt (z.B. Immunzellen oder Antikörper), fehlt hier bei HIV die nötige Durchschlagskraft [3, 4].

So zeigt sich bei den meisten HIV-Infizierten zwar eine breite Palette an Immunreaktionen. Allerdings ist keine davon stark genug (ob gemeinsam oder allein), um das Virus zu besiegen. FĂŒr einen potenziellen Impfstoff wĂ€re es jedoch wichtig, einen spezifischen Abwehrmechanismus gezielt trainieren zu können [3, 4].

Ein weiterer Faktor ist die hohe genetische VariabilitĂ€t des HI-Virus. HIV ist nĂ€mlich nicht gleich HIV. Vielmehr gibt es genetisch gesehen eine ganze Reihe verschiedener HIV-Klassen, -Gruppen und sogar -Subtypen. So wird die weltweit hĂ€ufigste Klasse („HIV-1”) weiter in die Gruppen „M”, „N”, „O” sowie „CRF“ unterteilt. Allein die Gruppe M besteht wiederum aus 9 Subtypen (A bis J) [3, 5].

Anders als beim Coronavirus, SARS-CoV-2, wo zwar neue Virusvarianten entstehen, sich dann jedoch absehbar eine dominante Variante durchsetzt, gibt es beim HI-Virus keine einzelne Variante, die sich dann gegen alle anderen durchsetzt. Dies erschwert die Suche nach einem effektiven Impfstoff erheblich. Zumal Menschen auch zeitgleich mit HIV-1 und HIV-2 infiziert sein können [3, 6].

Außerdem fielen die Ergebnisse in Tierstudien bei verschiedenen Affenspezies teils sehr unterschiedlich aus. Studien am Menschen waren allerdings aus anderen GrĂŒnden erschwert: Denn inaktivierte HIV-Impfstoffe („Totimpfstoffe”) stimulierten das Immunsystem nur unzureichend. Lebendimpfstoffe waren beim HI-Virus jedoch riskant [4, 7].

Und nicht zuletzt ist das Potenzial von Impfstoffen grĂ¶ĂŸer, wenn es sich um Erkrankungen handelt, bei denen nur gelegentlich Kontakt zum Erreger besteht. Bei Pathogenen wie dem HI-Virus sind Risikogruppen dem Erreger dagegen oftmals tĂ€glich ausgesetzt [4, 7]. 

WĂŒrde der Impfstoff – vereinfacht gesagt – bei fĂŒnf Expositionen vor einer Infektion schĂŒtzen, aber bei der sechsten dann nicht mehr, wĂ€re das fĂŒr einen seltenen Erreger hoch erfreulich. Im Fall vom weit verbreiteten HI-Virus wĂŒrde dies jedoch nicht reichen.

Dennoch wurde in der Vergangenheit schon Einiges probiert:

Bisher verfolgte AnsĂ€tze im Überblick

Im Wesentlichen wurden bisher zwei verschiedene Herangehensweisen verfolgt: Protein- und Vektor-Impfstoffe [3, 8].  

Die erste Generation an HIV-Impfstoffen zielte beispielsweise auf die oberflĂ€chlich liegenden „gp120-Proteine” ab. Hierdurch sollten neutralisierende Antikörper entstehen. Jedoch zĂ€hlen die „gp120-Proteine” zu den Virusbestandteilen mit der höchsten VariabilitĂ€t. Eine große Herausforderung [3, 8]. 

In der zweiten Impfstoff-Generation sollte dann eine durch Immunzellen herbeigefĂŒhrte ImmunitĂ€t erreicht werden, indem Viruserbgut mithilfe eines Vektors eingeschleust wird. In einer dritten Generation versuchte man, gezielt Virusproteine „in Angriff” zu nehmen, welche zwar keine Rolle fĂŒr die Virusstruktur spielen, jedoch die Genexpression des Virus regulieren [3, 8].

Auch wurden Kombinationen zwischen den verschiedenen Herangehensweisen in Studien durchgefĂŒhrt. Der Aufwand ist dabei fĂŒr jeden einzelnen Impfstoffkandidaten enorm [3].

Abbildung zum Aufbau des HI-Virus’
Aufbau des HI-Virus’

Denn selbst wenn ein aufwendig hergestellter Impfstoffkandidat in Laborversuchen vielversprechend war, muss sein Nutzen anschließend in Tiermodellen bestĂ€tigt werden. Erst dann kann er in die klinische PrĂŒfung am Menschen ĂŒbergehen. Und auch dies ist ein langer Prozess mit mehreren Phasen [3].

WĂ€hrend Phase-1-Studien mit ein paar Dutzend und Phase-2-Studien mit mehreren Hundert Freiwilligen auskommen, braucht es fĂŒr Phase-3-Studien mehrere Tausend gesunde Freiwillige. Voraussetzung ist zudem, dass die Teilnehmer:innen ein relativ hohes HIV-Risiko aufweisen [3]. 

Trotz des großen Aufwands sehen viele Experten es als echtes „Armutszeugnis” an, dass in den letzten vier Jahrzehnten gerade einmal eine Handvoll experimentelle HIV-Impfstoff-AnsĂ€tze in klinischen Studien am Menschen getestet wurden [7, 9].

Zumal nur eine davon (eine Studie mit einem Impfstoff auf Basis von viralen Vektoren und Proteinen) eine mĂ€ĂŸige Wirksamkeit zeigte, welche in einer Folgestudie nicht bestĂ€tigt werden konnte [9].

Mitzuerleben, wie viel schneller, globaler und koordinierter die Impfstoff-Forschung wĂ€hrend der Corona-Pandemie vorangeschritten ist, kann somit gleichermaßen als Wermutstropfen und Hoffnungsschimmer gesehen werden. 

Denn einerseits macht dies offensichtlich, dass mehr Ressourcen und Fortschritte möglich wĂ€ren. Und andererseits wurde gerade mit der Entwicklung von genbasierten mRNA-Impfstoffen ein Durchbruch erzielt, der auch beim Thema HIV absehbar FrĂŒchte tragen könnte.

Aktuelle HIV-Impfstoff-Studien

mRNA-Impfstoffe auf dem Weg

Zwar ist die Moderna-Studie noch in den AnfÀngen. Doch konnten einige der möglichen mRNA-Impfstoff-Vorteile bereits in einer wegweisenden Tierstudie nachvollzogen werden [9-11].

Der mRNA-Impfstoff wurde dabei an Makaken-Affen verimpft. Er enthielt die genetische Bauanleitung fĂŒr ein HIV-OberflĂ€chenprotein und ein weiteres Strukturprotein. Die so von den Affenzellen gebildeten Virus-Ă€hnlichen Partikel fĂŒhrten zu einer breiten neutralisierenden Antikörperbildung sowie weiteren Immunreaktionen, welche in der Folge einen leicht schĂŒtzenden Effekt vor HIV aufwiesen [9, 11].

Zwar waren die Effekte deutlich kleiner als im Fall von Corona-Impfstoffen. Dennoch ist die Leistung erstaunlich. Denn das Zielantigen kommt zwar auf den meisten HIV-Subtypen vor, löste in der Vergangenheit jedoch kaum eine Immunantwort bei Erkrankten aus. Forscher:innen vermuten, dies liege an der komplexen Struktur des Proteins [9, 11].

Die technologisch abgewandelte Variante – also die vom mRNA-Impfstoff ausgelöste Bildung von Virus-Ă€hnlichen Partikeln innerhalb der Affenzellen – scheint die Antikörperbildung dagegen wesentlich besser und nachhaltiger anzuregen [9, 11].

Das Potenzial dieser Vorgehensweise ist also auch beim Thema HIV gigantisch. Dennoch sollten die aktuellen Entwicklungen zunÀchst noch mit Vorsicht genossen werden.

Ausblick: eine Zukunft ohne HIV?

In der Makaken-Studie mussten die Tiere mehrere Male mit sehr hohen Dosen immunisiert werden. Die durch die Impfung ausgelösten Antikörperlevel mussten ĂŒber ein gesamtes Jahr aufgebaut werden und blieben dennoch recht niedrig. Auch bleibt offen, wie groß und anhaltend der Schutz vor HIV-Infektionen in der Folge wĂ€re – von der Anwendbarkeit bei Menschen ganz zu schweigen. Diese und weitere Fragen mĂŒssen also noch geklĂ€rt werden [9, 11]. 

Zumal das HI-Virus ungemein komplexer ist als viele andere Viren. Seine enorme genetische Vielfalt und die FÀhigkeit, sich in das menschliche Genom zu integrieren, erfordert einen Impfstoff, der Antikörper entwickelt, die jede Art von Viruspartikel erkennen und blockieren [9, 11].

Dennoch ist der Trend an dieser Stelle ganz klar positiv: Vorteile gegenĂŒber herkömmlichen Impfstoff-Methoden (Protein und Vektor) beinhalten eine schnellere Entwicklung, eine einfachere Herstellung sowie eine bessere Skalierbarkeit [9, 11].

So kann ein mRNA-Impfstoff bereits mit einfachen Änderungen an seiner Gensequenz mit wenig Aufwand an andere Virus-StĂ€mme angepasst werden. Auch ist es deutlich gĂŒnstiger, mRNA im Labor herzustellen. Zudem zeigte sich beim Coronavirus, dass mRNA-Impfstoffe eine stĂ€rkere und breitere (B- und T-Zellen) Immunantwort auslösten [9, 11].

Der neue Moderna-Impfstoff birgt also reichlich Potenzial. Die Chancen, HIV eines Tages auszurotten, sind im vergangenen Jahr somit deutlich gestiegen. 

Die Inhalte dieses Artikels geben den aktuellen wissenschaftlichen Stand zum Zeitpunkt der Veröffentlichung wieder und wurden nach bestem Wissen und Gewissen verfasst. Dennoch kann der Artikel keine medizinische Beratung und Diagnose ersetzen. Bei Fragen wenden Sie sich an Ihren Allgemeinarzt.

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