Impfstoff-Revolution aus Regensburg

Wie gut wirkt ein neuer möglicher Impfstoff? Neue Substanzen müssen aufwendig geprüft werden, bevor sie Menschen vor Krankheiten schützen können. Wissenschaftler aus Regensburg und dem Saarland arbeiten daran, die Testverfahren für neue Impfstoffe zu revolutionieren.  

Gemeinsam mit Forschern des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik in Sulzbach/Saar und Experten aus zwei Unternehmen suchen die Wissenschaftler der Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörpertechnologien auf dem Campus der Universität Regensburg nach einer Lösung, wie sich Antikörper besser messen lassen. Das Vorhaben „ViroSens“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit einer Gesamtsumme von rund zwei Millionen Euro gefördert.

Die meisten sehen Impfungen als einen Segen der modernen Medizin, da sie vor gefährlichen Viruserkrankungen schützen. Doch bevor es ein Impfstoff in die Arztpraxis schafft, wird er zunächst auf seine Wirksamkeit geprüft, um einen zuverlässigen Schutz zu gewährleisten. Die Tests werden typischerweise im Labor an kultivierten Zellen vorgenommen. Zunächst bringt man in die Zellkultur das Blutserum einer zuvor geimpften Person ein. Anschließend werden die Testzellen einer Viren-Infektion ausgesetzt. War die Impfung erfolgreich, sind im Serum ausreichend neutralisierende Antikörper gegen die Viren enthalten. Die Konsequenz: Der Viruskontakt bleibt folgenlos. Dies dient als Beleg für die Wirksamkeit eines Impfstoffes. 

War die Impfung nicht effizient genug, so ist der Antikörper-Gehalt im Serum nicht ausreichend, um die Viruslast vollständig abzufangen. Die zum Test eingesetzten Zellen sind dann den Viren gegenüber schutzlos und werden infiziert. „Derzeit wird eine mögliche Infektion der Testzellen mit arbeitsintensiven und teuren Färbeverfahren untersucht, die angesichts der enormen Anzahl an notwendigen Tests für die Impfstoffentwicklung zunehmend limitierend wirkt“, sagen die Regensburger Forscher.

Die Fraunhofer-Wissenschaftler wollen das ändern: Die Testzellen werden dazu auf Multi-Elektroden-Arrays angesiedelt, die es erlauben, ihren Infektionszustand mit Hilfe elektrochemischer Messverfahren vollständig automatisiert zu erfassen. Dadurch entfallen die aufwendigen Färbereaktionen der herkömmlichen Tests. Das spart Zeit und Geld.

Die neue Methode hat jedoch noch einen weiteren Vorteil: Die Zellen werden über einen längeren Zeitraum kontinuierlich überwacht. Bei den bislang verwandten Färbenachweisen werden sie nur zu einem bestimmten Zeitpunkt analysiert. Damit erhalten die Forscher zusätzliche Informationen über den Zeitverlauf der Zellreaktion, die bisher nicht zugänglich waren. Das Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, ein entsprechendes Komplettsystem einschließlich des Messgerätes, der zugehörigen Analyse-Software und der zur Zellbeobachtung notwendigen Elektrodenarrays zu erforschen und in Laboraufbauten umzusetzen. Damit wollen die Wissenschaftler das Fundament schaffen, um ihr neues Verfahren später erfolgreich auf den Markt zu bringen.