Pressemitteilung Nr. 837 vom 01.12.2017

Potsdamer Nachwuchswissenschaftler-Preis 2017 für eine Arbeit zur Impfung gegen den Krankenhauskeim Clostridium difficile

Bekam im vergangenen Jahr den Preis: Dr. Felix Bröcker, mit Oberbürgermeister Jann Jakobs. Foto: Landeshauptstadt Potsdam/Robert Schnabel
Bekam im vergangenen Jahr den Preis: Dr. Felix Bröcker, mit Oberbürgermeister Jann Jakobs. Foto: Landeshauptstadt Potsdam/Robert Schnabel
Bekam im vergangenen Jahr den Preis: Dr. Felix Bröcker, mit Oberbürgermeister Jann Jakobs. Foto: Landeshauptstadt Potsdam/Robert Schnabel

Hintergrundinformationen zur ausgezeichneten Arbeit

Etwa 40 % der stationären Patienten in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen tragen das Darmbakterium Clostridium difficile in sich. Der Erreger hat bei ihnen leichtes Spiel: Da die Darmflora der Patienten häufig durch Antibiotikabehandlungen geschädigt ist, kann er sich ungehindert ausbreiten und Durchfälle bis hin zu tödlichen Darmentzündungen auslösen. Genau hier setzen die wissenschaftlichen Untersuchungen von Dr. Felix Bröcker an. In seiner Doktorarbeit untersuchte der Nachwuchswissenschaftler neue Wege zur Therapie und Vorbeugung von C. difficile-Infektionen auf Basis künstlicher Zuckermoleküle. Solche Zuckermoleküle aktivieren das Immunsystem und könnten als Impfstoff gegen C. difficile-Bakterien wirken.

Das häufig antibiotikaresistente C. difficile Bakterium ist eine akute medizinische Herausforderung. Es befällt Patienten in Krankenhäusern und allein in der EU erliegen jährlich etwa 15.000 Menschen der Infektion. Felix Bröcker entwickelte gemeinsam mit Kollegen am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung eine Substanz, die eine Immunantwort gegen das Darmbakterium auslöst. Die Substanz ähnelt den Zuckerstrukturen auf der Oberfläche des Bakteriums, die als direkter Angriffspunkt für Impfstoffe infrage kommen und trainiert daher das Immunsystem darauf, den Erreger zu erkennen. Impfstoffstudien wurden jedoch bisher erschwert, da C. difficile diese Zucker nur in geringen Mengen produziert, sobald es außerhalb seines natürlichen Lebensraums im Labor vermehrt wird.

Anstatt kleine Mengen der Oberflächenzucker mühsam aus kultivierten C. difficile-Bakterien zu gewinnen, nutzte Dr. Bröcker künstliche, chemisch synthetisierte Zucker, die von Chemikern in der Arbeitsgruppe von Prof. Peter H. Seeberger generiert wurden. Sie ahmen die natürlichen Zucker perfekt nach.

Der Wissenschaftler stellte einen Impfstoff her, indem er die Zuckermoleküle chemisch an ein Protein koppelte. Dies war nötig, da das Immunsystem die meisten Zucker an sich nicht als fremd erkennt und deshalb keine Antikörper gegen sie produziert. In proteingebundener Form jedoch riefen die künstlichen C. difficile-Zucker in Mäusen die gewünschten zuckerbindenden Antikörper hervor. Die geimpften Mäuse waren gegen C. difficile-Infektionen geschützt. Die Besiedlung des Darms durch das schädliche Bakterium war 100-fach niedriger als in Kontrolltieren. Auch der Entzündung des Darmtrakts, eine Folge der Krankheit, konnte durch die Impfung vorgebeugt werden.

Die direkte Gabe der schützenden, zuckerbindenden Antikörper könnte für Patienten mit akuten C. difficile-Infektionen ebenfalls eine lebensrettende Maßnahme sein. Dr. Bröcker produzierte zunächst große Mengen zuckerbindender monoklonaler Antikörper gegen die C. difficile-Zucker in der Petrischale. Tatsächlich waren Mäuse, denen diese Antikörper verabreicht wurden, gegen C. difficile-Infektionen geschützt. Die monoklonalen Antikörper könnten in Zukunft therapeutische Anwendung bei schweren Krankheitsfällen finden, wenn Antibiotika wirkungslos bleiben.

Momentan werden die Impfstoffkandidaten und monoklonalen Antikörper in einem weiteren Tiermodell, dem Hamster, getestet. Anschließend sollen beide Ansätze so schnell wie möglich für Patienten verfügbar gemacht werden. Dazu kooperiert die Arbeitsgruppe von Prof. Seeberger am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung mit der Vaxxilon AG (Reinach, Schweiz), die auf die Entwicklung von Kohlenhydrat-Impfstoffen spezialisiert ist.

Downloads