Impfstoff per Inhalation: Neue Hoffnung aus Münchner Labor

Ein Team rund um Professorin Olivia M. Merkel von der Ludwig-Maximilians-Universität München hat einen bedeutenden Schritt in der Impfstoffentwicklung gemacht: Die Wissenschafterinnen und Wissenschafter entwickelten ein neuartiges System, mit dem mRNA-Impfstoffe über die Atemwege verabreicht werden können – eine mögliche Alternative zur herkömmlichen Spritze.

Die Ergebnisse der Studie wurden nun im Fachjournal Cell Biomaterials veröffentlicht. Der Fokus liegt auf einer innovativen Wirkstoffformulierung aus Poly(lactid-co-glycolid) (PLGA) und Poly(β-aminoestern) (PBAEs). Diese neuartigen Trägersubstanzen, sogenannte hybride polymere Nanocarrier, sind gezielt dafür entwickelt worden, biologische Barrieren in der Lunge zu überwinden – ein bislang großes Hindernis bei der Inhalationstherapie.

Schutzschild für die mRNA und gezielte Immunantwort

"Damit ein Impfstoff, der inhaliert wird, wirklich wirkt, muss er mehrere Hürden nehmen", erklärt Merkel. Einerseits muss das Trägersystem durch den Schleimfilm der Atemwege dringen und gleichzeitig die empfindliche mRNA zuverlässig schützen. Andererseits muss es gelingen, die genetische Information effizient in Immunzellen einzuschleusen – nur dann kann eine Immunreaktion ausgelöst werden.

Genau hier setzt die neue Technologie an: Die hybriden Nanocarrier sorgen nicht nur für den sicheren Transport durch die Lunge, sondern bringen die mRNA auch zielgerichtet in die entsprechenden Zellen. In Laborexperimenten mit menschlichem Lungengewebe (ex vivo) zeigte sich, dass die Partikel effektiv in das Gewebe eindringen und dort eine deutliche mRNA-Expression auslösen. Gleichzeitig fördern sie die Antigenpräsentation und damit die Reifung von Immunzellen – ein entscheidender Faktor für eine schlagkräftige Immunantwort.

Stabil bei der Vernebelung – besser als herkömmliche Lipidpartikel

Ein besonders wichtiger Aspekt der Studie: Die neu entwickelten Träger zeigten sich äußerst stabil bei der Zerstäubung über einen Vibrationsmembran-Inhalator – ein entscheidender Schritt für die praktische Anwendung. Im direkten Vergleich mit bereits klinisch zugelassenen Lipidnanopartikeln schnitten die PLGA/PBAE-Nanocarrier deutlich besser ab, was die Effizienz der mRNA-Abgabe betrifft.

"Unsere Daten zeigen, dass man mit einem gezielten Polymerdesign gleich mehrere Transportbarrieren überwinden kann", so Merkel. "Diese hybride Plattform ist ein vielversprechender Kandidat für die nächste Generation inhalierbarer mRNA-Impfstoffe."

Unterstützung von europäischer und bayerischer Seite

Gefördert wurde die Arbeit von der Bayerischen Forschungsstiftung sowie vom Europäischen Forschungsrat (ERC). Die Forscherinnen und Forscher betonen, dass ihre Ergebnisse einen wertvollen Beitrag zur Entwicklung sicherer, wirksamer und einfach anzuwendender Impfstoffe für die Schleimhäute leisten – also Impfstoffe, die dort wirken, wo viele Krankheitserreger als Erstes in den Körper eindringen: in Nase, Rachen und Lunge.

Hinweis: Es handelt sich um erste Forschungsergebnisse. Die vorgestellte Technologie basiert auf präklinischen Studien.

(VOL.AT)