Rhombos-Online-Nachrichten (RON)
19.05.2016
Kategorie: Life Sciences

Zinkoxid heilt Schleimhautherpes bei Tieren

Forschungsgruppe aus Kiel und Illinois verbessert Immunreaktion von Zellen auf Herpesviren

Kiel (28. April 2016) Die jahrzehntelange Suche nach einem effektiven Impfstoff gegen Genitalherpes sowie nach einem Mikrobizid, also eine chemische Substanz, die den Herpeserreger abtötet, kann jetzt erste Erfolge aufweisen. Wie die Universität Kiel am 28. April 2016 mitteilte, ist es Wissenschaftlern der Universität von Illinois, Chicago/USA (UIC), und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) gelungen, mit „Microbivac“eine neue Methode zu entwickeln, die die Funktion von Mikrobiziden mit einer neuen Impfstoff-Plattform kombiniert. Ihre Ergebnisse veröffentlichte die internationale Arbeitsgruppe Team in der April-Ausgabe des Fachmagazins "Journal of Immunology".

Laut Professor Deepak Shukla von der Universität von Illinois, Chicago/USA (UIC) konnten die Forscher „mithilfe von speziell aufgebauten Nanopartikeln, die die Arbeitsgruppe Funktionale Nanomaterialien an der Kieler Universität entwickelt hat“, die Studie umsetzen und beweisen, dass das Microbivac-Konzept funktioniert. Es ist uns gelungen, eine effektive Kombination aus Mikrobizid und einen intravaginalem Impfstoff zu entwickeln, um Genitalherpesviren einzudämmen. Diese Herpesart ist eine immer häufiger vorkommende Erkrankung, die die Verbreitung von HIV und AIDS befördert“, so Deepak Shukla. Wie die Universität Kiel weiter berichtet, gehen Dr. Thessicar Antoine und Dr. Satvik Hadigal, beide ebenfalls Erstautoren vom UIC, davon aus, dass das neuartige Impfstoffdesign, das von ihrer Arbeitsgruppe entwickelt worden ist, die bisher wirksamste Lösung für dieses wachsende Gesundheitsproblem ist.

Das vielversprechende Microbivac-Konzept basiert auf komplexen Zinkoxid-Strukturen, genannt Tetrapoden. Diese 3D-Strukturen werden mittels Flammentransport-Synthese im Kieler Labor besonders schonend hergestellt, ohne den Einsatz von weiteren Chemikalien. Das macht sie interessant für biomedizinische Anwendungen, weiß Professor Rainer Adelung von der CAU: „Die Zinkoxid-Tetrapoden sind besonders biokompatibel. Zur gleichen Zeit ermöglichen ihre einzigartigen physikalischen und chemischen Merkmale antivirale Behandlungen und verbessern die Immunaktivität. Um diese Eigenschaften zu verstärken, haben wir mithilfe von ultraviolettem Licht die Tetrapoden verändert und die Anzahl der natürlich vorkommenden Defekte auf der Oberfläche erhöht. Diese Defekte binden Viruspartikel. Normalerweise sorgen die Oberflächendefekte für effiziente Elektronik. Es ist faszinierend, dass sie in einem völlig anderen Kontext dazu in der Lage sind, Genitalherpes-Viren zu immobilisieren.“

 

Abbildung: Beide Aufnahmen zeigen Zinkoxid-Tetrapoden. Rechts wird gerade ein Virus an eine Tretrapode gebunden. (Credit: Deepak Shukla)

“Neben ihren antiviralen Eigenschaften zeigen die Zinkoxid-Tetrapoden auch großes Potenzial, die Immunreaktion von Zellen um Läsionen herum zu verbessern und damit eine schnellere Wundheilung zu ermöglichen“, erklärt Professor Bellur S. Prabhakar, UIC. Das bedeute, sobald der Virus an das Zinkoxid gebunden ist, interagieren die Zellen des Immunsystems mit dem Virus und regen die Produktion von Antikörpern an, die wie ein körpereigener Impfstoff funktionieren. Die antiviralen und immunaktivierenden Eigenschaften machen die Zinkoxid-Tetrapoden zu Mikrobizid und Impfstoff (Englisch: vaccine) in einem. Diese Kombination nennen die Forschenden Microbivac.

Abbildung: PD Dr. Yogendra Kumar Mishra mit dem neuen Wirkstoff (Foto/Copyright: Christian Urban/CAU)

„Unsere flammenbasierte Technik ist auch für die Produktion großer Mengen geeignet. Deshalb könnte der neu entwickelte Wirkstoff gegen Genitalherpes nach seiner Zulassung künftig auch industriell hergestellt werden“, sagt Dr. Yogendra Kumar Mishra von der Kieler Universität. Das gemeinsame Patent der Teams aus Illinois und Kiel soll Grundlage für ein Startup-Unternehmen sein.

Nach der mehrjährigen, sehr erfolgreichen Tierversuchsphase sind im nächsten Schritt klinische Studien am Menschen geplant. Verlaufen diese ebenso positiv, steht einer Zulassung des Zinkoxid-Impfstoffes als Medikament in den kommenden Jahren nichts mehr im Wege. Dass die weiteren Studien erfolgreich sein werden, steht für die Wissenschaftler fest. Schließlich sei Zinkoxid, so Adelung, sehr arm an Nebenwirkungen und bereits heute vielfach in der äußeren Anwendung bekannt, beispielsweise in Zinksalben. (Quelle: Uni Kiel)

(Die Arbeit wurde gefördert von National Institutes of Health Grants AI103754 und EY024710 (to D.S.) und Core Grant EY001792 sowie von der Deutschen Forschungsgemeinschaft Fördernummer AD/183/10-1 (zu Y.K.M. and R.A.). 


Originalpublikation:
Thessicar E. Antoine, Satvik Hadigal, Abraam Yakoub, Yogendra Kumar Mishra, Palash Bhattacharya, Christine Haddad, Tibor Valyi-Nagy, Rainer Adelung, Bellur S. Prabhakar, Deepak Shukla: Intra-vaginal Zinc Oxide Tetrapod Nanoparticles as Novel Immunoprotective Agents against Genital Herpes. In: Journal of Immunology, 2016. doi: 10.4049/jimmunol.1502373
http://jimmunol.org/content/early/2016/04/27/jimmunol.1502373.abstract

Kontakt:
Prof. Dr. Deepak Shukla
Department of Microbiology and Immunology (MC 790)
University of Illinois at Chicago, USA
835 South Wolcott Avenue
Chicago, IL 60612-7344
Tel.: +1 312 355 0908
Email: dshukla@uic.edu
Internet: http://catalog.uic.edu/gcat/colleges-schools/medicine/mim/
University of Illinois at Chicago, USA
Internet: http://eyecare.uic.edu/ (Department of Ophthalmology & Visual Sciences)

PD Dr. Yogendra Kumar Mishra
Functional Nanomaterials
Institute for Materials Science
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Kaiserstr. 2, D-24143 Kiel
Tel.: +49 (0)431/880 6183
eMail: ykm@tf.uni-kiel.de
Internet: http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/fnano/de

Prof. Dr. Rainer Adelung
Functional Nanomaterials
Institute for Materials Science
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Kaiserstr. 2, D-24143 Kiel
Tel.: +49 (0)431/880 6116
eMail: ra@tf.uni-kiel.de
Internet: http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/fnano/de