Die Achillesferse von Plasmodien – Fortschritte in der Impfstoffentwicklung gegen Malaria

Bisher existiert noch keine hochwirksame Impfung gegen Malaria. Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Gerd Pluschke vom Swiss TPH ist nun in Zusammenarbeit mit Joerg Benz und Markus Rudolph von der Roche Strukturbiologie diesem Ziel einen Schritt näher gekommen: Binden Antikörper an einen bestimmten Bereich des Proteins CyRPA, verhindert dies das Eindringen der Plasmodien in die roten Blutkörperchen. In ihrer neusten Arbeit analysierten die Forscher die Struktur der Bindungsstelle von schützenden Antikörpern an CyRPA. «Eine genaue Strukturvorstellung ist nötig, um Antigene so nachzubauen, dass sie die kritischen Bereiche des Proteins widerspiegeln» erklärt Paola Favuzza, eine der beteiligten Wissenschaftlerinnen. So kann das Immunsystem nach einer Impfung mit diesen gezielten «Nachbauten» einen effizienten Schutz gegen die Parasiten entwickeln.

Zielen auf versteckte Antigene

Die Variabilität von Antigenen ist ein grosses Problem bei der Impfstoffentwicklung gegen Malaria. Die meisten Oberflächenproteine von Plasmodien unterscheiden sich stark zwischen den vielen verschiedenen Stämmen. Sie sind daher als Ausgangspunkt für einen Impfstoff wenig geeignet. «Wir müssen die Achillesferse der Parasiten erkennen und dem Immunsystem so zeigen, dass eine starke Immunantwort dagegen ausgelöst wird», sagt Pluschke. Die Forscher des Swiss TPH suchten daher spezifisch nach Proteinen, die für das Eindringen von Plasmodien in die roten Blutkörperchen erforderlich sind, aber nur kurz an der Zelloberfläche auftauchen. Diese Antigene rufen wenig natürliche Immunantwort hervor und sind daher wenig variabel, sodass ein Impfstoff dagegen Schutz vor der ganzen Parasitenpopulation bieten kann.

Antigen-Kombination für einen effizienten Malariaimpfstoff

Mit der Charakterisierung der Bindungsstelle von schützenden Antikörpern an CyRPA können nun Kopien der kritischen Bereiche hergestellt und als zusätzliche Komponente in einen Impfstoff eingebaut werden, bei dem die Malaria-Antigene an der Oberfläche von Virus-artigen Partikeln (Virosomen) sitzen. Bei der klinischen Erprobung eines Prototyps mit zwei Malaria-Komponenten wurde bereits eine starke Immunantwort und erste Wirksamkeit ohne unerwünschte Nebenwirkungen beobachtet. «Wir hoffen, dass wir mit einem Impfstoff, der neben CyRPA noch drei weitere Parasitenantigene enthält, einen wirksamen Schutz gegen Malaria erzielen können» sagt Gerd Pluschke. «Systematische Auswahl von Antigenen mit Hilfe von Genomanalysen, exakte Strukturanalyse und innovative Methoden zum Nachbau von Protein-Domänen bringen uns dem Ziel einer effizienten Malariaimpfung näher.»