Mit Knock-out-Pilzen zum Impfstoff

28. Oktober 2008, 20:06
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Die Zahl der Pilzerkrankungen nimmt stark zu, warnt Karl Kuchler, Leiter des neuen Christian-Doppler-Labors für diese Infektionskrankheiten

Wie er eine Impfung dagegen entwickeln will, erklärte er Andreas Feiertag.

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Standard: Wozu bedarf es eines Doppler-Labors für Pilzerkrankungen?

Kuchler: Pilzerkrankungen nehmen stark zu, weil die Risikogruppen immer größer werden. Risikogruppen sind Menschen mit nicht ganz intaktem Immunsystem, ältere Menschen, aber auch Kinder, deren Immunsystem noch nicht ganz so leistungsfähig ist. Diese Risikogruppen sind das erste Ziel für Krankheiten auslösende, pathogene Pilze, aber auch Patienten, die zum Beispiel Transplantationen erhalten haben. Deren Immunsystem wird dabei künstlich hinuntergedrückt, damit keine Abstoßungsreaktionen auftreten. Sie sind besonders gefährdet, Pilzerkrankungen zu bekommen. Aber auch Patienten, die länger im Spital liegen, oder Krebspatienten. Das Problem: Pilzerkrankungen, die systemisch sind, sich also im ganzen Körper verbreiten, haben eine sehr hohe Sterblichkeit zur Folge. Bei der Candida-Spezies liegt sie sogar bei etwa 40 Prozent.

Standard: Pilzerkrankung assoziiert man primär mit Fußpilz und Hautpilz. Manche sind nicht so bekannt. Warum?

Kuchler: Einige Pilzerkrankungen werden zum Beispiel auch ein bisschen tabuisiert wie etwa die Vaginalinfektion bei Frauen. Es hat nahezu jede zweite Frau über 20 für eine längere Periode eine Pilzinfektion gehabt. Das ist etwas, worüber man nicht sehr gern spricht, aber die Lebensqualität ist dadurch stark eingeschränkt. Diese Erkrankungen können relativ gut therapiert werden, da gibt es kein großes Problem. Bei anderen Pilzen hingegen ist das nicht ganz so einfach. Beim Aspergillus zum Beispiel, beim Schimmelpilz, liegt die Sterblichkeit bei Patienten, deren Immunsysteme durch Medikamente geschwächt wurde, bei 95 Prozent. Jeder Patient, der einen systemischen Aspergillus hat, stirbt de facto. Glücklicherweise sind Infektionen mit Aspergillus eher selten.

Standard: Wie infiziert man sich?

Kuchler: Es ist auch ein Umweltpilz. Wir atmen die Sporen des Pilzes ein. Kritisch ist primär die Lunge. Dort setzen sich die Sporen fest. Wenn dann das Immunsystem geschwächt ist, kommt es zur Ausbreitung. Das kann innerhalb von ein paar Wochen passieren, und die Pilze zerstören die Organe sehr effizient. Da gibt es dann faustgroße Myzelien, also Pilzgeflechte in den Organen dieser Patienten. Das Problem beim Aspergillus ist auch eine verlässliche Diagnose. Klinisch ist es nicht einfach, ihn nachzuweisen. Es gibt zwar verschiedene Methoden, aber keine ist rasch und hundertprozentig sicher. So kommt es, dass in der Klinik bei bestimmten Verdachtsmomenten auf den Pilz entsprechend therapiert werden muss. Gerade bei Aspergillus und diesen Pilzen ist die medikamentöse Therapie sehr teuer und hat starke Nebenwirkungen.

Standard: Was ist nun Ihre Aufgabe mit dem neuen Christian-Doppler-Labor?

Kuchler: Von dutzenden klassischen pathogenen Pilzen interessieren uns primär Formen der Spezies Candida. Das ist eine Verwandte der Bäckerhefe, die aber im Gegensatz zu dieser auch beim Menschen Krankheiten verursacht. Wir versuchen nun herauszufinden, warum diese Pilze pathogen sind und wie unser Immunsystem mit diesen Pilzen umgeht. Candida-Pilze leben permanent mit uns. Wenn ich von Ihnen einen Abstrich von der Mundschleimhaut nehme, dann werde ich Candida finden. Auch im Darm ist er. Dieser Pilz ist aber ein besonders intelligentes Pathogen, es tötet den Wirt nicht sofort. Das ist Zeichen eines erfolgreichen Pathogens. Wenn es den Wirt sofort tötet, nimmt es sich selbst die Lebensgrundlage. Aber wenn unser Immunsystem aus irgendeinem Grund geschwächt ist oder nicht funktioniert, kann sich der Pilz über Schleimhäute und Blut ausbreiten - in die Nieren oder ins Gehirn. Das kann dann sehr schnell gehen, da die Pilze unter diesen Bedingungen nahezu ungehemmt im Körper wachsen. Wir versuchen nun herauszufinden, welche molekularen Prozesse und welche Pilzgene diese Invasion oder diese systemische Verbreitung begünstigen oder bewirken.

Standard: Wie gehen Sie dabei vor?

Kuchler: Wir versuchen die Frage zu beantworten, welche Gene in einer Candida-Spezies primär an der Virulenz, sprich: an der Tötung des Wirtsorganismus, beteiligt sind. Wir tun das, indem wir dem Pilz mit molekularbiologischen Methoden ein Gen nach dem anderen ausschalten. Das funktioniert wie in der Maus. Wir machen sozusagen Knock-out-Pilze. Dann können wir diese in vitro in einem Zellkultursystem mit Wirtszellen in Wechselwirkung treten lassen und herausfinden, welche Pilze mehr oder weniger virulent sind. Und in vivo nehmen wir die Pilze und injizieren sie in eine Maus. Dann schauen wir, ob diese Maus an dieser Infektion stirbt oder nicht. Pilze sind höhere Lebewesen, sie haben eine sehr ähnliche Zellstruktur wie die Menschen, das heißt, sie haben auch eine relativ hohe Anzahl an Genen. Candida-Spezies haben etwa sechseinhalbtausend Gene. Wir versuchen, so viele Gene wie möglich auszuschalten, um die Gene zu finden, die diese hohe Virulenz verursachen. Denn dann können wir versuchen, Substanzen zu entwickeln, die diese Gene spezifisch blockieren. Langfristiges Ziel ist die Entwicklung einer Impfung.

Standard: Wie wollen Sie dieses Ziel erreichen?

Kuchler: Es gibt zwar noch keinen Impfstoff gegen pathogene Pilze, aber oft eine Immunreaktion von Patienten gegen Pilze. Wir versuchen daher, jene Strukturen des Pilzes zu finden, die das verursachen. Dazu nimmt man Blutseren von Patienten, die eine Pilzinfektionen haben. Aus diesen Seren werden jene Antikörper identifiziert, die gegen Pilzstrukturen reagieren. Wenn ich die Antikörper habe, weiß ich, wogegen diese spezifisch gerichtet sind, also was sie erkennen. Und wenn ich das weiß, weiß ich auch, welches Genprodukt das im Pilz ist. Dann kann ich dieses Gen in Bakterien produzieren, dagegen den Antikörper herstellen, diesen in Mäuse injizieren, um zu schauen, ob diese dann eine ausreichende Immunantwort gegen die Pilzinfektion entwickeln bzw. vor Infektionen schützen. Das ist das Grundprinzip der Entwicklung von Impfstoffen. (Andreas Feiertag, DER STANDARD, Print-Ausgabe, 29. Oktober 2008)

WISSEN
Firmeninteresse

Christian-Doppler-Labors werden von der CD-Forschungsgesellschaft an Universitäten oder außeruniversitären Forschungsinstitutionen für maximal sieben Jahre eingerichtet. Rund um eine wissenschaftliche Leiterin oder einen Leiter arbeitet eine Gruppe im Bereich anwendungsorientierter Grundlagenforschung an der Lösung industrieller Probleme.

Voraussetzung für die Einrichtung eines CD-Labors ist mindestens ein Unternehmen mit konkretem Bedarf für Wissen und Know-how aus der Grundlagenforschung. Dieses Unternehmen trägt die Hälfte der notwendigen Kosten für das Labor, die andere Hälfte wird von der Doppler-Gesellschaft zugeschossen, die von Wirtschaftsministerium, Nationalstiftung für Forschung, Technologie und Entwicklung sowie Österreichischer Nationalbank finanziert wird.

Das neue, von Karl Kuchler geleitete CD-Labor für Pilzinfektionsbiologie ist Teil der Max Perutz Laboratories, eines Joint Ventures der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien, am Campus Vienna Biocenter, und wird vom Wiener Biotechunternehmen Intercell, das auf Impfstoffe spezialisiert ist, mitfinanziert. Intercell erhält im Gegenzug für die Kostendeckung von mehreren Millionen Euro die Verwertungsrechte am künftigen Output des Labors.

Immerhin: Der Weltmarkt für antifungale Arzneien wird auf jährlich bis zu sechs Milliarden Euro geschätzt. Allein in europäischen Spitälern wird jährlich mehr als eine Milliarde Euro für Pilztherapien ausgegeben. (fei)

Links

www.cdg.ac.at
www.bmwa.gv.at

  • Erscheinungsformen der Spezies Candida: Dieser Pilz ist das
Studienobjekt des neuen CD-Labors in Wien, das eine Impfung gegen
Pilzinfektionen sucht.
    Foto: Standard/Kuchler; Collage: Druml

    Erscheinungsformen der Spezies Candida: Dieser Pilz ist das Studienobjekt des neuen CD-Labors in Wien, das eine Impfung gegen Pilzinfektionen sucht.

  • Zur PersonKarl Kuchler (50) studierte Biochemie und
Molekularbiologe an der TU Graz. Nach Forschungsaufenthalten im
Ausland, kam er 1992 nach Österreich zurück. Er ist
Universitätsprofessor für Molekulare Genetik und leitet eine
Forschungsgruppe in den Max F. Perutz Laboratories.
    Foto: Standard/Kuchler

    Zur Person
    Karl Kuchler (50) studierte Biochemie und Molekularbiologe an der TU Graz. Nach Forschungsaufenthalten im Ausland, kam er 1992 nach Österreich zurück. Er ist Universitätsprofessor für Molekulare Genetik und leitet eine Forschungsgruppe in den Max F. Perutz Laboratories.

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