Entwicklung neuer Diagnose- und Impfstrategien zur Bekämpfung des West-Nil-Virus

Die zunehmende Ausbreitung des West-Nil-Virus in Europa und die bislang unzureichenden Schutzmaßnahmen erfordern die Entwicklung einer effektiven Bekämpfungsstrategie. Unter der Koordination des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immunologie entwickelt ein internationales Konsortium innovative Diagnose- und Impfstoffverfahren. Ziel des Projektes ist es ein äußerst spezifisches Diagnoseverfahren zur zuverlässigen Erregerdetektion sowie ein sicheres und effektives Impfverfahren auf Basis  innovativer Technologien zu entwickeln. Damit sollen Umfang und Entwicklung einer WNV Pandemie in Europa aufgeklärt und effektiv eingedämmt werden.

Das West-Nil-Virus gehört  wie seine ähnlich gefährlichen Verwandten, das Gelbfieber- und Denguefiebervirus, zur Familie der Flaviviren. Es infiziert v.a. Vögel, wird aber durch Stechmücken auch auf  Säugetiere übertragen. Dabei befällt das Virus auch den Menschen und ist somit von gesundheitlicher Relevanz für die Gesellschaft. Das vom West-Nil-Virus ausgelöste West-Nil-Fieber verursacht zunächst grippeähnliche Symptome mit hohem Fieber. In ca. 1 % der Fälle kann es aber auch zu schweren neurologischen Krankheitsverläufen, zum Teil mit Todesfolge, kommen. Besonders gefährdet sind dabei ältere und immungeschwächte Menschen.

Aufgrund der wachsenden Mobilität von Mensch und Tier und begünstigt durch den klimatischen Wandel verbreitet sich das ursprünglich in Afrika und dem Mittelmeerraum beheimatete West-Nil-Virus rund um den Globus. In den USA hat sich das Virus sehr rasch verbreitet und auch in Europa ist es auf dem Vormarsch. Bislang existieren jedoch weder zuverlässige diagnostische Verfahren noch effektive Impfstoffe, durch welche die Bevölkerung geschützt werden kann. Das Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie koordiniert ein von der Europäischen Union gefördertes Verbundprojekt mit insgesamt 9 internationalen Partnern, um diesem Defizit zu begegnen.

Ziele des internationalen Verbundprojekts sind die Entwicklung eines besonders wirksamen Impfstoffs und verbesserter Systeme zum effektiven Nachweis des Erregers. Zudem wird der Aufbau eines wissenschaftlichen Netzwerks angestrebt, um standardisierte Methoden zur Sammlung und Untersuchung biologischer Daten zu entwickeln und ein realistisches Bild der Bedrohung durch das Virus zu generieren.

Diagnose

Zur Bekämpfung jeder Infektionskrankheit ist ein zuverlässigesund spezifisches Diagnostiksystem zwingend notwenig. Die Entwicklung eines aussagekräftigen und eindeutigen Erregernachweises stellt im Fall des WNV eine besondere Herausforderung dar, da gegen das Virus gebildete Antikörper  oft mit verwandten Viren (z. B. Gelbfiebervirus oder Denguefiebervirus) kreuzreagieren. Dies erfordert die Entwicklung eines äußerst spezifischen Erregernachweises. Der Einsatz rekombinanter-Protein-Technologie und optimierter Epitope-Mapping-Verfahren träg dem Rechnung. Das zu entwickelnde Diagnoseverfahren soll neben einer sehr geringen Fehlerquote besonders zuverlässig,schnell und weltweit einsetzbar sein.

Impfstoff

Neben der Entwicklung eines Diagnostiksystems zum spezifischen Nachweis des Virus ist die Entwicklung eines Impfstoffs zur Infektionsvorbeugung das wichtigste Instrument, um eine weitere Ausbreitung einer Infektionskrankheit  zu verhindern. Im Rahmen des Projekts soll dazu ein Impfstoff entwickelt werden, der sowohl einen stabilen und langandauernden Schutz bietet und zudem möglichst geringe Nebenwirkungen aufweist. Dabei sollen moderne Impfstofftechnologien wie DNA-Vakzinierung und subunit-Impfstoffe zum Einsatz kommen.

DNA-Impfstoffe enthalten bestimmte Gensequenzen des Erregers. Nach der Applikation werden die darin kodierten Antigene durch die Zellen des Impflings selbst produziert und dem Immunsystem präsentiert. Dabei wird eine symptomfreie Infektion im Wirtskörper  simuliert und eine entsprechende Immunantwort ausgelöst, die den Organismus dauerhaft schützt. Dieser Impfansatz vereint die Vorteile der üblichen Immunisierungsstrategien: die Effektivität von Lebendimpfstoffen mit der Sicherheit von Totimpfstoffen. Ein weiterer Vorteil dieser Impfstofftechnologie ist die flexible Anpassung der Vakzine an verschiedene Variationen des Erregers.

Netzwerk

Neben der Entwicklung neuer Diagnose- und Impfverfahren, wird im Rahmen des Projektes ein wissenschaftliches Informationsnetzwerk aufgebaut. Aufgabe des Netzwerkes soll es zukünftig sein, alle immunologischen und biologischen Daten zu sammeln und geographisch zu verorten.

So entsteht eine Karte auf der nicht nur die WNV Fälle,sondern auch die damit verbundenen einzelnen Parameter hinterlegt sind. Die globale Datenerfassung ist notwendig, um die Entwicklung der WNV Pandemie zu verfolgen und um Diagnose- und Impfverfahren an regionale Unterschiede anzupassen. Nur so kann die Verbreitung des Erregers erfolgreich eingedämmt werden.

  • Universität Leipzig, Institut für Virologie
  • Biomedical Primate Research Centre (Niederlande)
  • Padova University, Department of Histology, Microbiology and Medical Biotechnologies (Italien)
  • Zürich University, Institute for Laboratory Animals (Schweiz)
  • Ghent University, Laboratory of Gene Therapy (Belgien)
  • Washington University, Division of Infectious Diseases (USA)
  • Isconova AB (Schweden)
  • Genetic Immunity Kft. (Ungarn)