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mRNA-Impfstoff gegen Zeckenbisse

Vakzin schützt im Tierversuch gegen die Übertragung der Lyme-Borreliose

Ixodes
Eine Zecke der Gattung Ixodes auf der Suche nach einer geeigneten Stelle für ihren Biss. © Ladislav Kubes/ Getty images

Gegen die Infektion: Forscher haben einen mRNA-Impfstoff entwickelt, der Zecken beim Blutsaugen stört und so die Übertragung der Lyme-Borreliose verhindert. Das Vakzin enthält 19 Proteine aus dem Zeckenspeichel und löst beim Biss eine starke Immunreaktion aus. Als Folge beenden die Zecken ihre Blutmahlzeit vorzeitig. In ersten Tests mit Meerschweinchen blieben dadurch alle Testtiere infektionsfrei, von den Kontrolltieren erkrankte gut die Hälfte, wie das Team im Fachmagazin „Nature“ berichtet.

Zecken können durch ihren Biss eine ganze Reihe von Krankheiten übertragen. Die Spanne reicht von bakteriellen Infektionen wie dem Fleckfieber oder der Lyme-Borreliose bis zu viralen Erkrankungen wie der Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME). Während es gegen die FSME-Viren bereits einen Impfstoff gibt, kann man der in ganz Deutschland von Zecken verbreiteten Borreliose bisher nicht vorbeugen. Diese ist zwar mit Antibiotika behandelbar, wird aber oft spät oder gar nicht erkannt.

Zeckenwarnung
Das Risiko für eine Übertragung von Krankheiten durch Zeckenbisse steigt – unter anderem durch den Klimawandel. © FooTToo/ Getty images

Auf das Timing kommt es an

Einen ganz neuen Ansatz gegen von Zecken übertragene Infektionen haben nun Andaleeb Sajid von der Yale University und seine Kollegen entwickelt. Dabei handelt es sich um einen mRNA-Impfstoff, der nicht gegen einen spezifischen Erreger wirkt, sondern gegen den Zeckenbiss selbst. Die Idee dahinter: Die Zecke injiziert bakterielle Erreger meist erst gegen Ende ihrer Blutmahlzeit in ihren Wirt. Kürzt man das Blutsaugen stark ab, senkt dies folglich auch das Infektionsrisiko.

Für eine solche verkürzte Blutmahlzeit kann das Immunsystem des Opfers sorgen: Wie die Forscher erklären, können einige Tiere und Menschen eine natürliche Abwehrreaktion gegen Zeckenbisse entwickeln. Ihr Immunsystem reagiert dann stark auf einige im Zeckenspeichel enthaltene Proteine und löst eine Entzündung am Bissort aus. Die dabei ausgeschütteten Botenstoffe hindern die Zecke am Saugen und führen so zu einer verfrühten Ablösung des Blutsaugers. Zudem führt die starke lokale Entzündung dazu, dass die Zecke vom Wirt schneller erkannt und beseitigt wird.

Zeckenproteine als Impfstoff

An genau diesem Punkt setzt der Zecken-Impfstoff I9ISP an. Er enthält die Boten-RNA für 19 Proteine, die typischerweise im Zeckenspeichel enthalten sind und die sich potenziell als Auslöser für eine Immunreaktion beim Menschen eignen. Wie die mRNA-Vakzinen gegen Covid-19 besteht auch der Zeckenimpfstoff aus einer leicht modifizierten mRNA, die in einem Lipid-Nanopartikel verpackt ist. Im Körper bringt die mRNA Zellen dazu, die Zeckenproteine zu produzieren. Diese regen die Immunabwehr dazu an, Antikörper und Abwehrzellen gegen diese Antigene zu bilden.

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Prinzip
Prinzip der Impftests und des mRNA-Impfstoffs gegen Zecken. © Petr Kopacek, et al./ Science Translational Medicine

Für ihr Experiment impften Sajid und sein Team zunächst Meerschweinchen entweder mit dem mRNA-Impfstoff oder einer Kontrolle. Zwei Wochen nach der dritten Dosis setzten sie dann jedem Tier einen mit dem Borreliose-Erreger Borrelia burgdorferi infizierte Hirschzecken (Ixodes scapularis) auf den rasierten Rücken. Diese mit unserem heimischen Holzbock eng verwandte Zeckenart ist in Nordamerika der häufigste Überträger von Lyme-Borreliose auf den Menschen.

Anschließend kontrollierten die Forscher, ob die Meerschweinchen eine lokale Entzündung entwickelten, wie lange die Zecken saugten und ob sich die Meerschweinchen mit der Lyme-Borreliose infiziert hatten.

Infektion erfolgreich abgewehrt

Das Ergebnis: Die geimpften Tiere entwickelten nach etwa 18 Stunden eine deutliche Rötung und Schwellung an der Bissstelle. Parallel dazu zeigten sich deutliche Auswirkungen bei den Zecken: „Die Zecken saugten kaum und begannen schon 48 Stunden nach dem Ansetzen wieder abzufallen“, berichtet das Team. Normalerweise benötigt Ixodes scapularis rund 96 Stunden für eine Blutmahlzeit – bei den Kontrolltieren blieben die Zecken auch diese volle Zeit angeheftet.

Das Entscheidende jedoch: Keines der gut 20 geimpften Meerschweinchen infizierte sich mit der Lyme-Borreliose. Eine Übertragung der Bakterien blieb aus, wie das Team berichtet. Im Gegensatz dazu entwickelten zwischen 46 und 60 Prozent der Meerschweinchen in den Kontrollgruppen eine Borreliose. „Dies zeigt, dass eine Immunisierung mit dem mRNA-Vakzin gegen eine Infektion mit Borrelia burgdorferi schützen kann“, schreiben Sajid und seine Kollegen.

Gute Chancen auf eine Wirkung auch beim Menschen

Nach Ansicht der Forscher demonstrieren diese Ergebnisse, dass eine Impfung gegen Zeckenbisse funktionieren kann – und dass sie vor der Übertragung von bakteriellen Krankheitserregern durch die Blutsauger schützen kann. „Bisher zielen alle Human-Impfstoffe gegen Infektionskrankheiten direkt auf die Pathogene oder mikrobiellen Erreger“, konstatieren sie. „I9ISP könnte dieses Paradigma ändern, indem es demonstriert, dass eine Anti-Zeckenimpfung auch gegen die von ihnen übertragenen Krankheiten schützen kann.“

Noch müssen weitere Studien erst zeigen, ob dieses Konzept auch beim Menschen funktioniert. Aber Sajid und sein Team sind in dieser Hinsicht relativ zuversichtlich: „Menschen gehören wie die Meerschweinchen nicht zu den natürlichen Wirten von Ixodes scapularis. Daher ist es wahrscheinlich, dass auch eine Impfung von Menschen die Lyme-Borreliose verhindern kann – entweder weil die Zecken von allein früher abfallen oder weil die Menschen die Zecken eher bemerken und beseitigen, wenn sich eine Entzündung entwickelt.“ (Science Translational Medicine, 2012; doi: 10.1126/scitranslmed.abj9827)

Quelle: American Association for the Advancement of Science (AAAS)

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