COVID-19: Schluckimpfung aus Vulkanregionen

Bevor eine mRNA-Vakzine im Rahmen einer Schluckimpfung im Darm ihre schützende Wirkung entfalten kann, muss sie zunächst den Magen passieren. Dieser Schritt ist damit auch die größte Hürde für eine Schluckimpfung mit mRNA, heißt es in einer Mitteilung der Universität.

Und hier kommen die Mikroorganismen ins Spiel. Sie enthalten Biomoleküle (Tetraetherlipide, TEL), die entscheidend für deren Überleben in unwirtlichen Vulkangebieten sind. Denn einige der Mikroorganismen müssen nicht nur sehr hohen Temperaturen trotzen, sondern auch extremen Säurebädern. Zellwände von normalen Bakterien, die aus Lipiden bestehen, werden von diesen Säuren rasch geknackt. Hingegen widerstehen spezielle Biomoleküle, Archaeen genannt, ätzenden Säuren mit Hilfe der TEL-Spezial-Lipide. Den Weg durch den Magen dürften diese Archaeen-Biomoleküle also überleben.

Forschungsprojekt

Daher setzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Rahmen ihres Projekts auf TEL-Spezial-Lipide, die mittels nachhaltiger Technologien produziert werden sollen. In sie muss der mRNA-Impfstoff so verpackt werden, dass er effizient, stabil und sicher über Mund und Magen bis in den Darm transportiert wird.

Dazu baut das Forscherteam die modifizierten und gut auf ihre Aufgabe abgestimmten TEL zu kleinen "Lipid-Behältern" zusammen, die Archaeosomen genannt werden. Diese Systeme werden im Rahmen des Projekts dann zusammen mit der mRNA auf Herz und Nieren geprüft. Wie verpackt man diesen Impfstoff mit Hilfe der theoretischen Hinweise am stabilsten in ihre TEL-Behältern? Lassen sich die Archaeen-Lipide so verändern, dass sie möglichst gut mit den Darmzellen kooperieren, die mRNA effektiv abgeben und so die Immunreaktion möglichst gut starten?

Im Labor werden dazu die Verhältnisse in der Mundhöhle, im Magen und im Darm simuliert. Dort schauen die Forschenden nicht nur, wie stabil die mRNA dieses Milieu übersteht, sondern untersuchen auch, ob die Archaeosomen zum Beispiel die Zellen des Darms schädigen können. Schließlich muss der Impfstoff auch sicher sein.

Basis im Kampf gegen Infektionen und Tumore

Am Ende des Projektes wollen die Forschenden einen mRNA-Impfstoff zum Beispiel gegen COVID-19 in Händen halten, der nicht nur ideal für eine Schluckimpfung ist, sondern der auch in großen Teilen nachhaltig aus Mikroorganismen hergestellt wird. Sie wollen eine Plattform entwickeln, die auch andere Impfstoffe als die COVID-19-Vakzine transportiert. Die Hoffnung ist groß, dass mRNA-Impfstoffe auch gegen andere gefährliche Infektionen und gegen Tumoren eine große Zukunft haben.

Neben der Universität sind an dem Projekt das  außeruniversitäre Forschungsinstitut iba sowie die Unternehmen BianoGMP, IFB, Ionovation und CAM-D Technologies beteiligt. Das Forschungsvorhaben wird mit rund drei Millionen Euro durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützt.

Schluckimpfung hat viele Vorteile

Im Vergleich zu einer Impfung via Injektion, bietet eine Schluckimpfung aus Sicht der Forschenden erhebliche Vorteile. So kann der Impfstoff in Kapseln verpackt oder zu Tabletten gepresst werden, die bei normalen Temperaturen aufbewahrt werden können. Die bisherigen COVID-19-Vakzine müssen dagegen tiefgekühlt transportiert werden. Obendrein entfällt die relativ aufwändige Injektion, denn eine Schluckimpfung klappt bei den allermeisten Menschen auch ohne große Anleitung.