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30. Nov 2020

Wenn die Impfung nicht mehr gut wirkt

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Das alternde Immunsystem und seine verminderte Reaktion auf Impfungen ist Teil der Forschungsarbeit am Institut für Biomedizinische Alternsforschung der Universität Innsbruck. Die Wissenschaftlerin Birgit Weinberger erklärt die Zusammenhänge.

Eine Impfung löst im menschlichen Körper eine Reihe von Reaktionen des Immunsystems aus und führt in der Regel zur Immunität gegen den geimpften Erreger. Diese Reaktion funktioniert bei Kindern besonders gut, nimmt im Alter allerdings ab. „Die meisten Impfungen, die wir derzeit verwenden, lösen bei älteren Erwachsenen weniger Immunantwort aus und sind dann in der Folge auch weniger klinisch effektiv“, erklärt Dr. Birgit Weinberger, Arbeitsgruppenleiterin am Forschungsinstitut für Biomedizinische Alternsforschung der Uni Innsbruck.

Komplizierte Reaktionskette

Image credit: Nataliya Vaitkevich (Source: Pexels.com)

Damit eine Impfung wirksam ist, sie also eine entsprechende Immunantwort auslöst, müssen alle drei Teile des menschlichen Immunsystems funktionieren. Den ersten Schritt dieser Wirkkaskade übernimmt das angeborene Immunsystem. Dieses nimmt den Impfstoff an der Injektionsstelle auf und transportiert ihn zum nächstgelegenen Lymphknoten, wo er dem adaptiven Immunsystem präsentiert wird. Hier werden nun die T-Zellen aktiviert. Aus frisch gebildeten, sogenannten naiven T-Zellen, bilden sich Effektor-T-Zellen, die den Erreger aktiv bekämpfen und auch Memory-T-Zellen, die bei einem erneuten Kontakt mit dem Antigen aktiv werden. Die T-Zellen aktivieren in der weiteren Folge auch die B-Zellen, die für die Antikörper-Produktion verantwortlich sind. „Nur wenn diese drei Komponenten des Immunsystems optimal zusammenspielen, kann man von einer guten Impfantwort sprechen. Können nach der Impfung nicht ausreichend Antikörper im Serum gemessen werden, kann das Problem an jeder dieser Stellen liegen“, beschreibt Birgit Weinberger die Komplexität ihres Forschungsgebietes. Ein Problem des alternden Immunsystems ist, dass der Thymus, das Organ, in dem die T-Zellen produziert werden, bereits in der Pubertät beginnt, sich abzubauen. Dadurch verändern sich im Lauf des Lebens auch die Mengenverhältnisse von naiven zu Memory- und zu Effektor-T-Zellen. Der Standard-Impfstoff gegen Influenza wirkt zu 60 bis 80 Prozent bei jungen gesunden Erwachsenen; bei Senior*innen wirkt er nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 40-60 Prozent. „Man versucht ständig, die Influenzaimpfstoffe vor allem für ältere Menschen zu verbessern, weil natürlich vor allem diese Personengruppe geschützt werden sollte,“ erklärt Weinberger. Im Rahmen eines von der Europäischen Union geförderten Projektes arbeitet sie mit ihrer Arbeitsgruppe genau daran. 

Klinische Studie

Im Projekt VITAL (Vaccines and infectious disease in the aging population), ein gemeinsames Projekt großer Industriepartner und akademischer Partner auf europäischer Ebene, erforscht sie im Rahmen von klinischen Studien zwei bereits zugelassene Impfstoffe an Proband*innen unterschiedlicher Altersgruppen. Dabei werden junge, mittel-alte und alte Menschen gegen Influenza und sechs Monate später gegen Pneumokokken geimpft. „Dieses Design gibt uns die Möglichkeit zwei unterschiedliche Impfstoffe in den gleichen Personen, aber aufgrund des zeitlichen Abstands, unabhängig voneinander zu untersuchen“, erklärt Weinberger. Die Immunreaktion gegen die Impfstoffe und allgemeine immunologische Parameter vor und in Reaktion auf die Impfungen werden extrem detailliert untersucht. Diese Vorgehensweise gibt den Wissenschaftler*innen die Möglichkeit, die Immunreaktion gegen diese Impfstoffe besser zu verstehen und zum anderen prädikative Marker zu identifizieren, die vorhersagen könnten, wer besonders gut oder schlecht auf die Impfungen reagiert. „Nur, wenn wir genau verstehen, wie das Immunsystem im Allgemeinen und das alternde Immunsystem im Speziellen funktioniert, können wir auch Impfstoffe entsprechend anpassen“, erklärt die Immunologin.

Wirksamkeit verbessern

Mithilfe sogenannter Adjuvantien wird bereits daran gearbeitet, Impfstoffe vor allem speziell für ältere Menschen so zu modifizieren, dass sie zu mehr Immunität führen.  „Die allermeisten Adjuvantien zielen darauf ab, die angeborene Immunantwort zu verbessern, also den ersten Schritt der Wirkkaskade effektiver zu machen“, beschreibt Birgit Weinberger. Ein zweiter Effekt, auf den Adjuvantien abzielen, kann sein, dass sie ein Depot der Antigene bilden, um dem Immunsystem mehr Zeit zu geben, auf den Impfstoff reagieren zu können. Zudem gibt es noch den Ansatz, die Wirkung zu verbessern, indem man die Antigenmenge bei Impfstoffen speziell für ältere Menschen erhöht. „Viele Impfstoffe schützen nicht nur die geimpfte Person vor der Erkrankung, sondern sorgen auch dafür, dass sie nicht zum Überträger wird. So trägt jeder, der geimpft ist, dazu bei die Älteren zu schützen, weil er die Krankheit nicht weitergibt.“ 

Die derzeitige Situation mit dem neuartigen Coronavirus zeigt uns, laut Weinberger sehr deutlich, was Krankheitserreger anrichten, wenn wir keine Impfung zur Verfügung haben. „Dies sollte uns eigentlich Anreiz genug sein, die Krankheiten, die wir durch Impfungen verhindern können, auch tatsächlich zu verhindern.“ Die Sicherheit von zugelassenen Impfstoffen stellt die Immunologin dabei nicht in Frage. „Unser Immunsystem ist täglich so vielen Einflüssen von außen ausgesetzt, eine Impfung stellt hier keine Gefahr dar. Zudem wird bei Impfungen besonders streng auf Sicherheit geachtet, weil man sie primär gesunden Menschen verabreicht“, stellt Weinberger klar und ist davon überzeugt, dass auch in Bezug auf die schnelle Impfstoffentwicklung gegen das neuartige Coronavirus keine Kompromisse in Bezug auf die Sicherheit eingegangen werden. „Was jetzt passiert, ist, dass Abläufe ohne Rücksicht auf finanzielle Verluste parallelisiert werden. Das heißt allerdings nicht, dass die klinischen Studien nicht wie sonst auch nacheinander stattfinden sondern nur, dass beispielsweise die Phase 3 bereits vorbereitet wird, bevor man weiß, ob die Phase 2 überhaupt erfolgreich sein wird. Das bedeutet ein sehr großes finanzielles Risiko für die Hersteller, auf die Sicherheit des Impfstoffes hat dies allerdings keine Auswirkung“, so Weinberger.

*Source: Universität Innsbruck

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