Immunisierungssystem entwickelt

DKFZ Innovation Award erstmalig verliehen

Ein neuartiges Immunisierungssystem macht es laut Angaben des DKFZ möglich, gegen nahezu beliebige Moleküle schützende Antikörper zu generieren: Diese Entwicklung der DKFZ-Forscherin Nina Papavasiliou zeichnet der Förderverein „Freunde des Deutschen Krebsforschungszentrums“ mit dem erstmals verliehenen „DKFZ Innovation Award“ aus.

Nina Papavasiliou wurde mit dem "DKFZ Innovation Award" ausgezeichnet. © Jutta Jung, DKFZ

Der Förderverein „Freunde des Deutschen Krebsforschungszentrums“ unterstützt das DKFZ und möchte dazu beitragen, die Position im internationalen Wettbewerb zu stärken. Mit dem neu ins Leben gerufenen DKFZ Innovation Award will der Verein Forscher auszeichnen, deren hoch innovative Arbeiten eine Brücke schlagen von der Grundlagenforschung zu einer praktischen Verwertung mit Vermarktungspotenzial.

Die Jury hat den in diesem Jahr erstmalig verliehenen Preis Nina Papavasiliou zuerkannt. Die DKFZ-Immunologin erhält die mit 25 000 Euro dotierte Auszeichnung für die Entwicklung eines Immunisierungssystems, mit dem sich schützende, so genannte neutralisierende Antikörper gegen so gut wie jedes Fremdmolekül erzeugen lassen.

„Nina Papavasiliou hatte die außergewöhnliche Idee, ihre Forschungsergebnisse zur Lösung eines ganz anderen Problems zu nutzen. Wissenschaft, die sich direkt praktisch umsetzen lässt und dazu beitragen kann, die Gesundheit von Menschen zu verbessern – diese Bewerbung hat uns überzeugt“, sagt Ulrike Thümmel, die erste Vorsitzende des DKFZ-Fördervereins.

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Michael Baumann, der Vorstandvorsitzende des DKFZ, sagt dazu: „Wir ermutigen insbesondere auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die in der Grundlagenforschung tätig sind, ihre Ergebnisse auf eine mögliche Verwertbarkeit zu prüfen und unterstützen sie dabei, sich für eine wirtschaftliche Verwertung zu engagieren. Nur auf diese Weise kann wissenschaftlicher Fortschritt rasch den Patienten zugutekommen. Nina Papavasilious Immunisierungssystem ist ein exzellentes Beispiel für erfolgreiche Translation.“

Die überraschende Idee hinter Papavasilious Erfindung: Sie nützt afrikanische Trypanosomen, einzellige Parasiten, die als Erreger der Schlafkrankheit des Menschen bzw. schwerer Viehseuchen bekannt sind. Die Trypanosomen leben in den Blutbahnen und müssen sich daher gut vor Antikörper-Attacken schützen. Ihre Oberfläche ist bedeckt von vielen Millionen identischer Proteine, genannt VSG („variant surface glycoproteins“), die das Immunsystem dazu anregen, große Mengen neutralisierender Antikörper zu produzieren. Allerdings: Kaum ist die Antikörper-Antwort ausgelöst, tauscht der Parasit schlagartig alle VSGs auf seiner Oberfläche gegen eine neue, abgewandelte Version aus – das Immunsystem hinkt also bei einer echten Trypanosomen-Infektion immer hinterher.

Auch wenn der Parasit letztendlich die menschliche Immunabwehr austrickst: Papavasiliou und Kollegen erkannten, dass die hoch immunogenen dichtgepackten VSG einen hervorragenden Träger darstellen, um Antikörper gegen nahezu beliebige Moleküle zu induzieren. Dazu nutzen sie abgetötete Trypanosomen, deren Membranen nach Ultraschall-Behandlung mikroskopische Bläschen formen, die genau wie der intakte Erreger dichtbedeckt mit VSG sind. Mit einem enzymatischen Verfahren wird das gewünschte Impfantigen an die „Spitzen“ der VSG gekoppelt. Nach der Impfung, für die noch nicht einmal Verstärkerstoffe (Adjuvantien) nötig sind, produziert der Körper große Mengen neutralisierender Antikörper gegen das gekoppelte Antigen.

„Mit diesem System schaffen wir es, auch gegen ‚schwierige‘ Antigene Antikörperantworten auszulösen", erklärt die Immunologin Papavasiliou. „Mit normalen Methoden lassen sich beispielweise keine Antikörper gegen kleine chemische Moleküle generieren, etwa gegen pharmazeutische Wirkstoffe.“ Mit dem Trypanosomen-Immunisierungssystem ist es ihr und Kollegen bereits gelungen, Antikörper gegen das Opioid Fentanyl zu erzeugen. Fentanyl-Missbrauch und -Abhängigkeit ist in den USA weit verbreitet und führt zu zahlreichen Todesfällen. „Unsere Idee ist, gegen Fentanyl zu impfen, um neutralisierende Antikörper herzustellen, die die Droge unschädlich machen, so dass es nicht zur Vergiftung oder lebensgefährlichen Überdosierung kommt“, erklärt die Immunologin.

Wenn das Prinzip auch einfach klingt, so steckt doch über ein Jahrzehnt Entwicklungsarbeit in Papavasilious Immunisierungssystem. „Ich bin dankbar, dass der DKFZ-Förderverein mit seinem Preis auch die Anstrengungen anerkennt, die erforderlich sind, um eine Idee zur Marktreife zu bringen. Für diese Art von Entwicklungsarbeit erhalten Wissenschaftler leider nur sehr selten Unterstützung“, sagt die Preisträgerin.

Papavasiliou hat ihre Entwicklungen bereits in zwei Start-up-Unternehmen eingebracht. Die US-amerikanische Hepione Therapeutics entwickeln die Fentanyl-Impfung weiter. Die deutsche Pansome GmbH, an der auch das DKFZ beteiligt ist, will für andere Biotechfirmen mithilfe des Trypanosomen-Systems Antikörper und Impfstoffe nach Maß herstellen.

Die Biologin Nina Papavasiliou wurde 1998 von der Rockefeller-University in New York promoviert, wo sie bis 2015 eine immunologische Forschungsabteilung leitete. Seit 2016 leitet die US-Amerikanerin am Deutschen Krebsforschungszentrum die Abteilung Immundiversität. Für ihre herausragenden Forschungsleistungen wurde Nina Papavasiliou dieses Jahr als Mitglied in die europäische Wissenschaftsorganisation European Molecular Biology Organisation (EMBO) aufgenommen.

Quelle: Deutsches Krebsforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

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