COVID-19-Impfstoffe: Wirksamkeit kann trotz Immunmodulation durch Helminthen erhalten bleiben

Neue Forschungsergebnisse aus einer Untersuchung an Mäusen lassen die Schlussfolgerung zu, dass eine chronische Helmintheninfektion den durch COVID-19-Impfstoffe induzierten Schutz nicht zwangsläufig beeinträchtigt.

Mehr als ein Viertel der Weltbevölkerung ist von Helmintheninfektionen betroffen, die das Immunsystem tiefgreifend verändern können. Deshalb, so erklärt das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) in einer aktuellen Mitteilung, sei es dringend nötig, die Auswirkungen dieser Parasiten auf Impfstrategien zu verstehen.

In einer präklinischen Studie haben Forschende nun herausgefunden, dass mRNA- und proteinbasierte SARS-CoV-2-Impfstoffe Schistosoma-infizierte Mäuse trotz veränderter Immunantworten wirksam vor dem Virus schützen. Es ist zu vermuten, dass dies auch beim Menschen und in Bevölkerungsgruppen der Fall ist, in denen Helmintheninfektionen weit verbreitet sind. Allerdings muss laut dem DZIF in weiteren, klinischen Studien noch bestätigt werden, ob beim Menschen ähnliche Immunmechanismen auftreten.

Parasitäre Beeinflussung der Immunfunktion

Helmintheninfektionen, zu denen auch die Schistosomiasis gehört, sind in tropischen und subtropischen Regionen weit verbreitet, in denen sich Infektionskrankheiten häufig überschneiden. Da diese Parasiten die Immunfunktion beeinflussen, waren Bedenken aufgekommen, dass dadurch die durch Impfstoffe induzierte Immunität beeinträchtigt werden könnte.

Um dieser Frage nachzugehen, untersuchte ein Team von Forschenden aus Deutschland und der Schweiz unter der Leitung von DZIF-Wissenschaftlern an der Technischen Universität München (TUM) in einem Mausmodell, welche Auswirkungen eine chronische Infektion mit Schistosoma mansoni auf die Immunantworten gegenüber zwei verschiedenen Impfstoffplattformen hat: den mRNA-basierten COVID-19-Impfstoff BNT162b2 und einen mit Aluminium als Adjuvans versetzten rekombinanten SARS-CoV-2-Spike-Protein-Impfstoff.

Unterschiedliche Immunantworten je nach Impfstoffplattform

Die Forschenden stellten deutliche Unterschiede fest, wie die beiden Impfstoffplattformen das Immunsystem stimulierten. So löste der mRNA-Impfstoff bei mit Schistosoma infizierten Mäusen starke, spikeproteinspezifische Antikörperreaktionen und eine CD4-T-Zell-Immunität aus, die mit der von nicht infizierten Kontrolltieren vergleichbar war. Obwohl die multifunktionalen CD8-T-Zell-Reaktionen bei den infizierten Tieren reduziert waren, blieb die durch den Impfstoff induzierte Immunität insgesamt stark.

Auch der auf dem Spike-Protein basierende Impfstoff löste robuste Antikörperreaktionen aus, erzeugte jedoch schwächere zelluläre Immunantworten als der mRNA-Impfstoff. Doch auch bei diesem Impfstoff waren die Immunantworten bei infizierten und nicht infizierten Mäusen vergleichbar.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die durch Helminthen induzierte Immunmodulation bestimmte Aspekte der Impfantwort verändert, aber nicht zwangsläufig die schützende Immunität verringert“, sagt Prof. Clarissa Prazeres da Costa, Professorin für Infektion und Immunität in der globalen Gesundheit an der TUM und Wissenschaftlerin im Forschungsschwerpunkt Vernachlässigte Tropenkrankheiten des DZIF. „Das ist ermutigend, insbesondere für Regionen, in denen Infektionen mit parasitären Würmern weit verbreitet sind.

Impfschutz vor SARS-CoV-2 blieb erhalten

Um festzustellen, ob die veränderten Immunantworten die Wirksamkeit der Impfstoffe beeinträchtigen, infizierten die Wissenschaftler geimpfte Mäuse mit SARS-CoV-2. Dazu nutzten sie die BSL-3-Infrastruktur am Helmholtz Munich. Dabei handelt es sich um eine Biosicherheitsanlage, die die Erforschung luftübertragbarer Krankheitserreger ermöglicht. Dabei zeigte sich, dass beide Impfstoffplattformen sowohl infizierte als auch nicht infizierte Tiere wirksam schützen. Geimpfte Mäuse wiesen nach der Infektion deutlich reduzierte Viruslasten und nur minimale Lungenveränderungen auf. Dies deutet darauf hin, dass die schützende Immunität trotz chronischer Schistosomiasis erhalten blieb.

„Diese Studie zeigt, dass die Qualität der Immunantwort je nach Impfstoffplattform variiert, doch beide Ansätze verhinderten in unserem Versuchsmodell wirksam den schweren Krankheitsverlauf“, fasst die DZIF-Virologin und mitverantwortliche Studienautorin Prof. Ulrike Protzer die Ergebnisse der präklinischen Studie zusammen.