9. Immunologie & Vaccines

• Endemie: Regelmäßig u. kostn. in bestimmten Gebiet

• Epidemie: Plötzlicher Anstieg u. Ausbreitung über einem normalen/erwarteten Niveau in einem bestimmten Gebiet

• Pandemie: Weitreichende Ausbreitung, große Zahl von Betroffenen

• gängiger Prozess: Eiproduktion

1. Sammlung v. Virusstämme u. Auswahl

2. Virusvermehrung: Virusstämme in befruchtete Hühnereier injiziert

3. Virusextraktion, Inaktivierung u. Reinigung: nach einigen Tagen Viraus aus Eiern extrahiert

4. Lyophilisierne, Verpacken, verschicken

• Nachteil:

  • Lange Produktionszeit (mehrere Mon.)

  • Produktionsausfälle (durch zB Hühnerseuchen -> Verfügbarkeit v. Eiern beeinträchtigt)

  • Quantität- u. Kapazitätbeschränkung (Menge durch Verfügbarkeit v. befruchteten Hühnereiern begrenzt)

  • Eier-Allergien

• Herstellung in Zelllinien

• Vorteile:

  • Prozess einfacher zu automatisieren u. kontrollieren

  • Höhere Kapazitäten, da große Zellzahlen möglich

  • erhöhte Flexibilität (erfordern keinen saisonalen Eierzyklus)

  • Kontinuität & Sicherheit: Zellkulturen unabhängig v. Verfügbarkeit u. biolog. Schwankungen v. Eiern

Grund:

• keine proof-reading-Fkt.-> hohe Mutationsrate in kurzer Zeit

• und der genetischen Variabilität -> Viren können gen. Material untereinander austauschen was zu noch größerer Mutationszahl führt (zB Hemagglutinin und Neuramidase Austausch zwischen unterschiedlichen Spezies)

2 Oberflächenproteine:

• Hämagglutinin (HA)

  sorgt f. Bindung u. Eintritt v. Virus in Wirtszelle

• Neuraminidase (NA)

  hilft Virus, nach Replikation aus Wirtszelle ausgeschleust zu werden, indem es Sialinsäurereste v. neuen Viruspartikeln schneidet/entfernt

zB Neuraminidase-Inhibitoren

• blockieren das Neuraminidase-Enzym, das dem Virus hilft, neu gebildete Viruspartikel von der Wirtszelle zu lösen und sich weiter auszubreiten —> durch Hemmung der NA-Aktivität wird Freisetzung u. Verbreitung v. Virus im Körper verhindert

• Verabreichungsmethode: Nasenspray u. nicht intramuskulär

• lebend-attenuierter Impfstoff durch reverse vacc. entwickelt -> breitwirkende u. stärkere IA

Der ideale

• Einzeldosis

• Verabreichung und Immunreaktivität bei Neugeborenen

• Verabreichung ohne Nadel

• 100% wirksam u. 100% sicher

• Lebenslanger Schutz

  
  

„Impfstoff-Realität“

• Mehrere Dosen

• Schlechte Immunreaktivität bei Neugeborenen

• Injektionsverabreichung

• Variable Wirksamkeit u. Variable Sicherheit

• Generell nur kurzlebiger Schutz

  
  

2 Haupttypen:

1. Lebend-attenuierte

   -enthalten abgeschwächte Versionen v. Erregern

2. inaktivierte

   -enthalten entweder gesamten Erreger o. Teile davon, die abgetötet o. inaktiviert

   -Unterkategorien:

   • ganze Erreger: isoliert u. dann inaktiviert

   • Teile v. Erreger: Split: Erreger in Fragmente zerlegt o. Subunit: Gereinige Proteine v. Erreger

   • konjugierte Polysaccharid-vacc

   • Toxoid: Toxine v. Erreger verwendet

• reine Polysaccharide (zB Proteinkapsel): keine Gedächtnisfkt.

• Lsg.: konjugierte Polysaccharid-vacc

• 2 Methoden:

  -rein chemisch (Reduktive Aminierung) -> Nachteil: Effizienz u. Risiko v. Nebenrkt., wenn Oxidation auch andere Teile v. PS o. Protein modifiziert

  -enzymatisch -> Nachteil: aufwendig u. Kosten

• structural:

  Bestimmung Pathogen-AG-Struktur -> rationale Design von Impfstoffen, die auf spezifische Epitope abzielen, um eine präzisere und effektivere Immunantwort

• reverse:

  Genom-basierte Ansätze: Sequenzierung der Genome von Pathogenen können spezifische Gene, bzw. konservierte Bereiche identifiziert werden, die potenzielle Impfstoff-AG kodieren —> breitere u. dauerhafte IA

• konservierten Bereiche sollen als Impstoff-AG dienen, um so die Variabilität zu umgehen u. evtl. eine breitere u. dauerhafte IA bieten

• nicht möglich, weil

  Molekulare Mimikry: Polysaccharidkapsel der Serogruppe B hat Struktur, die der menschlichen Nervenzellkammer ähnelt —> Impfstoff gg. PS könnte Autoimmunrkt. auslösen -> schwere Nebenwirkung

• Ansatz Verwendung v. Reverse vacc (Genom-basierte Ansatz, um konservierte Bereiche zu identifizieren, die potenzielle Impfstoff-AG kodieren)

  —> Verwendung v. Impfstoftyp: Protein-Subunit-vacc (gg. Factor H bindig protein = fHbp)

• Hohe Kreuzreaktivität durch:

  • Kombination aus 3 breitwirkenden Protein-AG/Epitopen, die in Vielzahl v. MenB-Stämmen vorkommen u. IA auslösen

Früher: Konventionelle vacc

• Kultivierung v. MO (Baktieren o. Viren), die dann abgeschwächt o. inaktiviert wurden

Heute: reverse vacc

• Genom-basierte Ansätze: Sequenzierung der Genome von Pathogenen können spezifische Gene, bzw. konservierte Bereiche identifiziert werden, die potenzielle Impfstoff-AG kodieren —> breitere u. dauerhafte IA

• Bsp.: mRNA-basierte

Zukunft: structrucal vacc

• Bestimmung Pathogen-AG-Struktur -> rationale Design von Impfstoffen, die auf spezifische Epitope abzielen, um eine präzisere und effektivere Immunantwort

=Schutz, indem IS auf eine spezifische Art stimuliert, um eine IA gg. best. Krankheitserreger (Virus, Bakterium) zu erzeugen —> Schutz in Form v. aktiven Immunität durch Bildung v. AK und Gedächtniszellen, die Körper bei späteren Exposition gg.über dem Erreger schnell + effizient schützen

1. Primäre Immunantwort:

   • Erster Kontakt mit dem Antigen (A1): Beim ersten Kontakt mit AG (A1) entwickelt Körper eine Immunantwort, die sich über einen Zeitraum von Tagen allmählich entwickelt. Diese Reaktion durch initiale Latenzphase gekennzeichnet

   • Immunantwort steigt langsam an, erreicht ein Maximum und nimmt dann allmählich ab.

2. Sekundäre Immunantwort:

   • Zweiter Kontakt mit dem gleichen Antigen (A2): Beim zweiten Kontakt mit demselben Antigen (A2)

   • Immunantwort steigt schneller und stark an und erreicht einen höheren Konzentrationswert der AK als beim ersten Kontakt. Diese erhöhte Reaktion bleibt für eine längere Zeit bestehen.

Adjuvanz:

• Substanz, die einem Impfstoff hinzugefügt wird, um die IA des Körpers auf AG zu verstärken

  -> Verstärkung u. Verlängerung IA, Aktivierung angeborenen IS

  -> Diversifizierung v. IA

• Bsp.: Aluminium-basierte (“AluM”, zB Aluminium-Phosphat)

AG:

• Stimulation der spezifischen IA -> Produktion AK u. Aktivierung T-Zellen

• Gedächtnisbildung

• Immunstimulatoren (zB AluM)

• Trägersysteme (Öl-in-H2O o. H2O-in-Öl-Emulsionen; zB MF59)

• früher: Batkerium (Erreger kultiviert, isoliert u. inaktiviert)

• Heute: synthetische Impfstoffe in Nanopartikel-Verpackung