Ein neuer Krebsimpfstoff hat in Laborstudien ermutigende Ergebnisse gezeigt und das Potenzial zur Behandlung von HPV-bedingtem Kehlkopfkrebs gezeigt. Die in Science Advances veröffentlichte Studie hebt einen einzigartigen Ansatz für das Impfstoffdesign hervor, der die Wirksamkeit über bestehende Behandlungen hinaus verbessern und Einblicke in die Entwicklung besserer Impfstoffe für andere Krankheiten bieten könnte.
Die wachsende Bedrohung durch HPV-bedingte Krebserkrankungen
Das humane Papillomavirus (HPV) ist allgemein als Ursache der meisten Gebärmutterhalskrebsarten bekannt, es ist jedoch auch für eine bedeutende und wachsende Zahl anderer Krebsarten verantwortlich, darunter Oropharynxkrebs (Kehlkopfkrebs). In den Vereinigten Staaten stehen etwa 70 % dieser Kehlkopfkrebserkrankungen im Zusammenhang mit HPV, wobei Stamm 16 der Hauptverursacher ist. Während der Gardasil 9 -Impfstoff eine HPV-Infektion verhindert, beschränken sich die aktuellen Behandlungsmöglichkeiten für diejenigen, bei denen bereits mit HPV-bedingten Tumoren diagnostiziert wurde, auf Operationen, Bestrahlung und Chemotherapie.
Hier setzt der neue Impfstoff an. Das Ziel ist nicht Prävention, sondern Behandlung – die Stärkung der körpereigenen Immunantwort gegen bestehende Tumoren und die Verringerung des Risikos eines erneuten Auftretens.
Ein intelligenteres Impfstoffdesign: Die Kraft der Struktur
Beim Durchbruch geht es nicht nur darum, was im Impfstoff enthalten ist, sondern auch darum, wie er angeordnet ist. Forscher entwickelten einen Impfstoff mit sphärischen Nukleinsäuren (SNAs) – kugelförmigen DNA-Partikeln, die Antigene (die Zielproteine) direkt an Immunzellen abgeben. Dies unterscheidet sich von herkömmlichen linearen DNA-basierten Impfstoffen, die beim Eindringen in Zellen weniger wirksam sind.
Das Team testete drei SNA-Designs, die sich nur darin unterschieden, wie das HPV-Proteinfragment angehängt wurde. Die wichtigste Erkenntnis: Die Positionierung des Fragments über seinen N-Terminus (ein Ende seiner Struktur) löste die stärkste Immunantwort aus. Dies führte zu einer bis zu achtmal höheren Interferon-Gamma-Produktion – einem entscheidenden Signal für die Antitumoraktivität – wodurch Killer-T-Zellen bei der Zerstörung von Krebszellen weitaus wirksamer wurden.
Ergebnisse von Labor- und Tierstudien: Ein klarer Vorteil
In Labortests an HPV-positiven Kopf- und Halskrebszellen verlangsamte der optimierte Impfstoff das Tumorwachstum bei Mäusen deutlich. Entscheidend ist, dass es bei Tests an echten Tumorproben von Patienten im Vergleich zu anderen Designs zwei- bis dreimal mehr Krebszellen abtötete. Der Effekt war nicht auf stärkere Inhaltsstoffe zurückzuführen, sondern auf eine intelligentere Präsentation.
Wie Dr. Jochen Lorch, Direktor für medizinische Onkologie bei Northwestern Medicine, es ausdrückte: „Das Immunsystem reagiert empfindlich auf die Geometrie von Molekülen. Durch die Optimierung der Art und Weise, wie wir das Antigen an die SNA binden, verarbeiten die Immunzellen es effizienter.“
Was das für zukünftige Krebstherapien bedeutet
Obwohl noch Versuche am Menschen erforderlich sind, deutet diese Forschung darauf hin, dass die Optimierung der Impfstoffstruktur und nicht nur des Inhalts weitaus wirksamere Krebsbehandlungen ermöglichen könnte. Laut Dr. Ezra Cohen von der UC San Diego Health könnte dieser Impfstoff, wenn er sich beim Menschen als erfolgreich erweist, mit bestehenden Therapien kombiniert werden, um Krankheiten zu beseitigen und ein Wiederauftreten zu verhindern.
Die Auswirkungen gehen über HPV hinaus. Der Erfinder Chad Mirkin glaubt, dass dieser Ansatz zuvor erfolglose Impfstoffkandidaten einfach durch Umstrukturierung ihrer Komponenten wiederbeleben könnte.
„Vielleicht haben wir völlig akzeptable Impfstoffkomponenten einfach deshalb weggelassen, weil sie in der falschen Konfiguration waren. Wir können auf diese zurückgreifen und sie umstrukturieren und in wirksame Medikamente umwandeln.“
Diese Entdeckung unterstreicht die Bedeutung von Präzision bei der Impfstoffentwicklung und legt nahe, dass selbst geringfügige strukturelle Änderungen zu dramatisch verbesserten Ergebnissen führen können.
