Neuer Impfstoff schützt Mäuse vor Klebsiella

Super-Erreger ist längst nicht mehr nur auf Krankenhäuser beschränkt - Klinische Tests als Ziel

Labor: Impfstoff gegen Klebsiella entwickelt (Foto: pixelio.de, Michael Bührke)

St. Louis (pte001/29.08.2019/06:00) Forscher der Washington University School of Medicine http://medicine.wustl.edu haben mit dem Start-up VaxNewMo http://vaxnewmo.com einen Impfstoff gegen den Supererreger Klebsiella pneumoniae entwickelt und an Mäusen getestet. Möglich wurde das durch eine gentechnische Veränderung einer harmlosen Form von E. coli. Das Bakterium Klebsiella pneumoniae verursacht Infektionen wie die der Leber, der Atemwege oder der Blutbahn.

Resistent und hoch ansteckend

Wie es genau zur Infektion kommt, ist kaum erforscht. Die Bakterien sind normalerweise geschickt darin, eine Resistenz gegen Antibiotika zu entwickeln. Der neue Impfstoff könnte einen Schutz gegen eine tödliche Infektion bieten, die sich nur schwer verhindern und behandelt lässt. Laut Mitautor David A. Rosen war Klebsiella lange Zeit vorwiegend in Krankenhäusern ein Thema. Obwohl die Resistenz ein wirkliches Problem bei der Behandlung dieser Infektionen darstellte, waren die Auswirkungen auf die Öffentlichkeit eingeschränkt.

"Heute gibt es Klebsiella-Stämme, die so ansteckend sind, dass sie auch bei gesunden Menschen zum Tod oder einer schweren Erkrankung führen können", so Rosen. In den vergangenen fünf Jahren haben laut dem Forscher resistente Erreger und ansteckende Erreger damit begonnen, sich zusammenzuschließen. Diese Entwicklung sei angsterregend. Sehr ansteckende Klebsiella-Stämme verursachten 2018 in China, Taiwan und Südkorea zehntausende Infektionen und breiten sich mittlerweile weltweit aus. Rund die Hälfte der mit diesem hoch ansteckenden und resistenten Bakterium Infizierten sterben in der Folge. Vor allem K1 und K2 sind für 70 Prozent der Fälle verantwortlich.

Bio-Glykokonjugat-Impfstoff

Die Forscher haben einen Impfstoff gegen die beiden häufigsten Stämme des hypervirulenten Bakteriums entwickelt. Die äußere Oberfläche von Klebsiella ist mit Zuckern überzogen. Der Glykokonjugat-Impfstoff besteht aus diesen Zuckern, die an ein Protein anbinden, das die Wirksamkeit erhöht. Ähnliche Impfstoffe haben sich bereits bei tödlichen Erkrankungen wie bakterieller Meningitis und einer Form von Lungenentzündung als sehr erfolgreich erwiesen.

Laut Seniorautor Christian Harding gehören diese Impfstoffe zwar zu den wirksamsten. Normalerweise erfordert ihre Entwicklung jedoch ein hohes Maß an chemischer Synthese, die langsam und teuer sei. "Wir haben die Chemie durch die Biologie ersetzt. Wir haben E.coli so verändert, das es die gesamte Synthese übernimmt." Die Forscher veränderten einen harmlosen Stamm von E.coli dahingehend, dass er zu winzigen biologischen Fabriken wurde, die das Protein und die Zucker permanent produzieren, die für den Impfstoff erforderlich sind. Mittels eines anderen bakteriellen Enzyms wurden die Proteine und Zucker dann verbunden.

Mäuse mit K1 und K2 infiziert

Um den Impfstoff zu testen, verabreichten die Forscher verschiedene Gruppen von 20 Mäusen im Abstand von zwei Wochen drei Dosen des Impfstoffs oder eines Blindpräparats. Danach wurden die Tiere entweder 50 Bakterien der Art K1 oder K2 ausgesetzt. Frühere Studien hatten gezeigt, dass nur 50 hypervirulente Klebsiella-Bakterien ausreichen, um eine Maus zu töten. Mehre Zehnmillionen der klassischen Form dieses Bakteriums sind im Vergleich dazu erforderlich, damit eine Infektion im Krankenhaus ähnlich tödliche Auswirkungen hat.

Von den Mäusen, die das Blindpräparat erhielten, starben 80 Prozent der mit K1 infizierten Tiere. Bei K2 waren es 30 Prozent. Von den geimpften Mäusen überlebten 80 Prozent eine K1-Infektion und alle der mit K2 infizierten. Laut Feldmann arbeiten die Forscher bereits auf klinische Studien hin. Das Ziel ist es, den Impfstoff bereitzustellen, bevor die hypervirulenten Erreger bei noch mehr Menschen zu einer Erkrankung führen. Die Forschungsergebnisse wurden in "PNAS" veröffentlicht.

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