MucoShield: Nasaler Impfstoff soll Atemwegsviren an der Eintrittspforte abfangen

Das Humane Metapneumovirus (HMPV) gehört zu den wichtigen Erregern akuter Atemwegsinfektionen und kann insbesondere bei kleinen Kindern, älteren Menschen und Immungeschwächten schwere Krankheitsverläufe verursachen. Nach Angaben des MucoShield-Konsortiums kommt es weltweit jährlich zu Hunderttausenden schweren Erkrankungen beziehungsweise Hospitalisierungen. Einen zugelassenen Impfstoff oder eine spezifische antivirale Therapie gibt es bislang nicht.

Hier setzt das am 1. August gestartete Projekt MucoShield an. Prime Vector Technologies aus Tübingen, das Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut (NMI) an der Universität Tübingen und das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB wollen einen HMPV-Impfstoff bis zu einem klinisch anschlussfähigen Lead-Kandidaten entwickeln. Das Projekt wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg gefördert.

Immunantwort dort, wo das Virus eindringt

Der Ansatz unterscheidet sich von klassischen systemischen Impfungen vor allem beim Verabreichungsweg. Der Kandidat soll intranasal, also über die Nase, appliziert werden. Eine mukoadhäsive Formulierung soll dafür sorgen, dass der Impfstoff an der Nasenschleimhaut verbleibt und dort eine lokale Immunantwort auslöst.

Ziel ist es, neben Antikörpern auch gewebsständige T-Zellen an der Schleimhaut zu induzieren. Damit soll möglichst früh eine Immunbarriere entstehen, bevor sich das Virus von seinem Eintrittsort aus weiter im Körper ausbreitet.

Die Impfstofftechnologie stammt von Prime Vector Technologies. Das Unternehmen setzt auf eine Orf-Virus-(ORFV)-Vektorplattform und will für HMPV multivalente Antigenkonstrukte entwickeln. Ein wichtiger Punkt ist dabei die antigenische Vielfalt des Virus: HMPV wird in die beiden Linien A und B eingeteilt, die von einem Impfstoff möglichst beide abgedeckt werden sollen.

Drei Partner, drei Schwerpunkte

Prime Vector Technologies übernimmt neben dem Design der Antigenkonstrukte unter anderem die In-vitro-Charakterisierung sowie präklinische Immunogenitäts- und Challenge-Studien. Parallel soll der bestehende GMP-Herstellungsprozess der ORFV-Plattform für den HMPV-Kandidaten angepasst werden. Die Orf-Virus-Vektorplattform von Prime Vector Technologies hatte kürzlich auch für Ansätze zu neuen Krebstherapien das Interesse von Boehringer Ingelheim gefunden.

Das NMI konzentriert sich auf die Immunologie. Die Tübinger Forschenden entwickeln Assays, mit denen Antikörper- und T-Zell-Antworten erfasst werden können, und vergleichen die Kandidaten in präklinischen Modellen. Zudem sollen Kombinationen immunologischer Marker identifiziert werden, die später als prädiktive Parameter für die klinische Entwicklung dienen könnten.

Das Fraunhofer IGB bearbeitet dagegen einen für nasale Impfstoffe entscheidenden technologischen Teil: die Formulierung und Skalierbarkeit. Die Forschenden entwickeln eine stabile, mukoadhäsive Formulierung, die sowohl mit den viralen Partikeln als auch mit der Nasenschleimhaut kompatibel ist. Dabei werden unter anderem Hilfsstoffe und Puffersysteme untersucht sowie Viskosität, Osmolarität, Partikelgröße und Aggregationsverhalten analysiert.

Hinzu kommt die Entwicklung eines skalierbaren Diafiltrationsprozesses für den Pufferaustausch und gegebenenfalls die Konzentrierung des Impfstoffs. Damit soll der Formulierungsbaustein direkt in den bestehenden ORFV-Herstellungsprozess integriert und perspektivisch für eine GMP-Produktion nutzbar gemacht werden.

Mehr als ein HMPV-Impfstoff?

Interessant ist damit nicht nur der konkrete Impfstoffkandidat. MucoShield adressiert zugleich einige der typischen Hürden bei mukosalen Impfstoffen: Eine lokale Immunisierung muss mit einer stabilen Formulierung, geeigneter Dosierung und einem robusten Herstellungsprozess zusammengebracht werden.

Nach Angaben des Fraunhofer IGB könnten die entwickelten Formulierungs- und Prozessbausteine deshalb perspektivisch auch für andere respiratorische Impfstoffe relevant sein. Ob sich daraus tatsächlich eine breiter einsetzbare Technologieplattform ergibt, muss allerdings erst die weitere Entwicklung zeigen.

Zunächst geht es darum, ob sich mit der Kombination aus ORFV-Vektor, intranasaler Formulierung und gezielter lokaler Immunantwort ein belastbarer HMPV-Impfstoffkandidat entwickeln lässt. MucoShield befindet sich damit noch klar in der präklinischen Entwicklungsphase.