Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZINicht-humane Papillomaviren als Genfähre
Nukleinsäuren, also DNA und RNA, finden mehr und mehr Einsatz in der modernen Medizin. Die Applikation von Gensequenzen findet zum Beispiel Anwendung bei Gentherapien oder als DNA-Vakzine. Letztere bieten verschiedene Vorteile gegenüber herkömmlichen Impfverfahren, unter anderem schnelle Herstellung, einfache Adaption und hohe Stabilität. Hinzu kommt, dass die kodierten Antigene vom Körper selbst produziert werden und dabei korrekt modifiziert bzw. gefaltet werden. Die Immunisierung mit DNA Vakzinen aktiviert dabei sowohl die zelluläre als auch die humorale Immunabwehr, also die Produktion von Antikörpern durch die B-Lymphozyten, und trägt damit zu einem effektiven Schutz gegenüber den Erregern bei.
Die größte Herausforderung bei der Anwendung dieser Technologie ist der Transfer des genetischen Materials in die Körperzellen des Menschen. Dafür gibt es verschiedene Verfahren, von denen viele jedoch mit Problemen behaftet sind. Elektroporation zum Beispiel ist invasiv, schmerzhaft und benötigt spezielles Equipment. Andere Verfahren bedürfen ebenfalls physikalischer Verfahren, spezieller Geräte (Druckinjektion, Gene-Gun) oder beinhalten teils giftige Chemikalien (kationische Liposomen, Polyethyleneimin, Kalzium-Nanopartikel).
Virale Vektoren haben sich in der Forschung und auch in ersten klinischen Anwendungen bereits als potente Werkzeuge zum Gentransfer erwiesen. Dazu gehören auch die bereits gut untersuchten humanen Papillomaviren (HPV). Wichtige Eigenschaften dabei sind deren hohe Kapazität fremde DNA-Sequenzen zu verpacken und deren Stabilität. Eine gute Aufnahme über die Schleimhäute ermöglicht zudem eine einfache, Spritzen-freie und damit nicht-invasive Applikation.
Problematisch ist jedoch, dass das menschliche Immunsystem gegen viele Subtypen des HPV eine Immunität ausbildet, da Menschen häufig mit HPV in Kontakt kommen. Viele Menschen werden gegen HPV geimpft, wobei mehrere Fragmente oder Virus-ähnliche-Partikel verschiedener Papillomatypen den Impfstoffen beigemischt werden. Der geimpfte Organismus baut daraufhin eine Immunität auf, die sich auch gegen die viralen Vektoren richtet. Eine Lösung für dieses Problem sind nicht-humane Papillomaviren, mit denen der Mensch normalerweise nicht in Kontakt kommt.
Bis 2013 wurden 260 Papillomatypen identifiziert. Davon 148 humane und 112 nicht-humane Papillomatypen.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Fraunhofer IZI haben nun zehn nicht-humane Papillomaviren auf deren Fähigkeit untersucht, DNA-Plasmide zu transferieren. In der Zellkultur wie auch im Tiermodell erwiesen sich dabei zwei Kandidaten als besonders effektiv. Es sind Viren, die ursprünglich bei Makaken und beim Puma identifiziert wurden. Diese könnten sich somit als Vektor für Gentherapeutika oder als Vakzin-Plattform eignen und sollen nun weiter untersucht werden.
