Syntetiske kulhydrater afværger pneumokokinfektioner

Mere effektive vacciner mod visse former for lungebetændelse og meningitis kan snart være tilgængelige. Et team af forskere ved Max Planck Institute of Colloids and Interfaces i Potsdam har identificeret et syntetisk kulhydrat, der yder ekstremt effektiv beskyttelse til dyremodeller – i det mindste – mod en særlig farlig stamme af pneumoccoci-bakterier, som læger omtaler som serotype 1. Mange mennesker, der er inficeret med denne serotype, især i udviklingslande, udvikle meningitis. Den syntetiske vaccine er baseret på kemisk fremstillede kulhydrater. Disse er mere effektive og lettere at behandle end de kulhydrater, der findes i konventionelle vacciner, som er isoleret fra bakterier. Arbejder i samarbejde med Vaxxilon AG, en start-up, hvis grundlæggere omfatter Max Planck-forskere, forskerne er nu ved at udvikle vaccinen til markedsføring.

Tilgængeligheden af ​​effektive vacciner mod bakterielle infektioner er vigtigere i dag end nogensinde:bakterier udvikler resistens over for et stigende antal antibiotika og, af tilgængelighed og logistik, antibiotikabehandling er ikke en levedygtig mulighed i mange udviklingslande. Alene af denne grund, over 1,6 millioner mennesker verden over dør af infektioner med bakterien Streptococcus pneumoniae hvert år. I Tyskland, pneumokoksygdom dræber over 5, 000 mennesker årligt. Risikoen for at udvikle en alvorlig pneumokokinfektion er meget aldersafhængig. Børn under fem år, voksne over 60 og kronisk syge patienter er særligt udsatte. Pneumokokbakterier kan forårsage alvorlige tilfælde af lungebetændelse og meningitis og udgøre et vedvarende problem i især udviklingslandene. Serotype 1 (ST 1), en særlig farlig stamme af pneumokokker, er udbredt i Afrika syd for Sahara og forårsager mange tilfælde af meningitis dér. Ja, regionen syd for Sahara beskrives ofte som 'meningitisbæltet', da der er opstået store meningitisepidemier der i de seneste årtier.

Traditionelle vacciner giver ringe beskyttelse mod ST1-pneumokokker

Forskere fra Max Planck Institute of Colloids and Interfaces i Potsdam, Freie Universität Berlin og Charité-Universitätsmedizin Berlin har nu udviklet en syntetisk kulhydratvaccine mod serotype 1 pneumokokker. Denne stamme er utilstrækkeligt dækket af de tilgængelige traditionelle vacciner. Den nye vaccine giver ekstremt effektiv beskyttelse mod ST1 pneumokokale infektioner hos kaniner.

"Den syntetiske kulhydratvaccine mod pneumokokinfektioner er meget lovende og testes i øjeblikket i kombination med licenserede vacciner, "siger Peter H. Seeberger, en direktør ved Max Planck Institute of Colloids and Interfaces.

For at overleve i den menneskelige krop og beskytte sig mod angreb fra immunsystemet, pneumokokker omslutter sig i en kapsel bestående af kulhydratmolekyler. Det er her, vaccinerne kommer i gang:vaccineudviklere gør kulhydraterne synlige for immunsystemet ved at vedhæfte det til et bærerprotein, og dette udløser udviklingen af ​​antistoffer mod bakterien fra det menneskelige immunsystem. Imidlertid, de 90-plus pneumokokstammer inkluderer bakterier, hvis kulhydratmolekyler ikke kan bindes til bærerproteiner uden at give afkald på deres effektivitet som vacciner. "Under behandlingen af ​​isolerede kulhydrater er det let for en vigtig byggesten som AAT at blive ændret. I modsætning til dette, syntetiske kulhydrater kan planlægges ned til mindste detalje og udvikles derefter, så intet går galt, "siger Benjamin Schumann, en tidligere forsker ved Max Planck Institute of Colloids and Interfaces og førsteforfatter af undersøgelsen. Syntetiske kulhydrater kan undgå dette problem og er mere effektive som følge heraf.

Et syntetisk kulhydrat forbliver sporbart af immunsystemet

Forskerne gjorde brug af dette faktum i den aktuelle undersøgelse. De fastslog, at når man binder ST1-kulhydrater til et protein, det er afgørende, at et usædvanligt aminosukker, som kemikere omtaler som AAT, forbliver sporbar af immunsystemet. Denne byggesten ændres og deaktiveres af de traditionelle vaccineproduktionsprocesser, er dog bevaret uændret af den nye kemiske proces. "Vores syntetiske kulhydrat indeholder et kunstigt tilknytningspunkt, der reagerer med bærerproteinet uden at forstyrre AAT." På denne måde immunsystemet er fokuseret på AAT og danner antistoffer, som genkender ST1 pneumokokkerne. Når testet, den innovative vaccinekandidat gav bedre beskyttelse mod infektioner med ST1-bakterier hos kaniner end en vaccine, der i øjeblikket markedsføres.

Forskerne fra Potsdam og Berlin sigter nu mod at udvikle vaccinen til det punkt, hvor de kan teste den på mennesker i kliniske forsøg. Til dette formål samarbejder de med opstarten Vaxxilon AG, som blev etableret af Max Planck Society på initiativ af Peter Seeberger og det schweiziske selskab Actelion AG. Virksomhedens mission er at udvikle kulhydratbaserede syntetiske vacciner til markedsføring. Peter Seeberger er overbevist om, at denne tilgang vil åbne op for nye perspektiver inden for medicin:"I løbet af blot et par år, denne nye generation af kulhydratvacciner kan beskytte mennesker mod farlige patogener. "