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Impfung gegen Bakterien des Burkholderia cepacia-Komplex – wo steht die Forschung?

Der „Burkholderia cepacia-Komplex (BCC)“ umfasst mehrere Stämme der Bakterienart Burkholderia cepacia und kann bei Patienten mit Mukoviszidose (cystische Fibrose, CF) ernsthafte Komplikationen bis hin zum akuten Lungenversagen verursachen. Bakterien des BCC kommen überall vor, sowohl im Grundwasser als auch im Erdboden. Für gesunde Menschen mit intaktem Immunsystem (immunkompetent) stellen die Bakterien meist keine Gefahr dar, aber Patienten mit geschwächtem Immunsystem oder besonderer Anfälligkeit für Atemwegsinfektionen können sich mit diesen Keimen leichter infizieren und ernsthafte Schäden davontragen. Die Therapie der BCC-Infektion ist schwierig, da BCC gegen eine Reihe von Antibiotika natürlicherweise resistent ist. Außerdem wird vermutet, dass sich die Keime in den Zellen (intrazellulär) des Patienten „verstecken“ können, so dass sie für das Immunsystem schwer zu erreichen sind.

Infektion oder Immunsystem: wer ist schneller?

Ein Impfstoff gegen BCC hätte die Aufgabe, die Kolonisierung der Lunge mit den Bakterien und die darauffolgende Infektion der Lunge zu verhindern. Das Immunsystem wird durch eine Impfung mit dem Keim in abgeschwächter oder abgetöteter Form, mit Teilen der Keimoberfläche oder seiner DNA konfrontiert. Daraufhin bildet das Immunsystem eine auf diesen Keim spezialisierte Abwehr, die für eine gewisse Zeit, bei manchem Impfstoffen sogar lebenslänglich, aufrecht erhalten wird. Greift der Keim dann den Menschen an, wird er durch die Immunabwehr abgefangen, noch bevor er sich ausbreiten kann. Bei einer Infektion ohne Impfung greift das Immunsystem den Keim natürlich auch an, allerdings vergeht einige Zeit, bis es eine spezifische Abwehr gegen diesen Keim entwickelt hat. Diese Zeit bietet den Keimen die Gelegenheit, sich zu vermehren und im Körper auszubreiten. Dann kommt das Immunsystem häufig nicht mehr nach und der Körper ist infiziert.

Biowaffe Burkholderia

Neben dem BCC gibt es weitere Burkholderia-Arten, die für den Menschen von Bedeutung sind, allen voran Burkholderia pseudomallei (verursacht Melioidose, Pseudo-Rotz bei Mensch und Tier) und Burkholderia mallei (verursacht Rotz bei Mensch und Tier). Beide Arten werden auch als Biowaffe diskutiert, daher ist die Impfstoffforschung intensiv im Gange. Bislang konnte allerdings kein „protektiver“ Wirkstoff gefunden werden, d.h. keiner der Wirkstoffe konnte die Bakterien davon abhalten, den Patienten zu infizieren. Die Versuche kamen noch nicht über Zellkultur- und Tierexperimente hinaus. Es gibt allerdings mehrere vielversprechende Ansätze, die weiter verfolgt werden.

Warum ist es so schwer einen Impfstoff gegen die Burkholderia-Arten zu entwickeln?

Gegen viele Bakterien und Viren wird seit Jahrzehnten erfolgreich geimpft (z.B. Pneumokokken, Röteln, Influenza). Andere Keime wiederum haben Eigenschaften, die eine Impfstoffentwicklung erschweren oder bis dato unmöglich machen (z.B. HIV, Pseudomonas).
Beim BCC wurde bisher vor allem an rekombinanten Subunit-Impfstoffen geforscht. Diese Impfstoffe enthalten Teile der Bakterien-Oberfläche, auf die das Immunsystem reagiert. Rekombinant bedeutet, dass die relevanten Teile aus den Keimen identifiziert und molekularbiologisch nachgebaut werden. Dafür müssen keine Bakterien in großer Menge gezüchtet werden, was das Verfahren sicherer macht. Für Bakterien des BCC wurden bereits verschiedene Teile (Proteine und Lipoproteine) der äußeren Hülle der Bakterien für Immunisierungsversuche mit Mäusen verwendet. Es ließen sich dadurch messbare Immunantworten generieren, allerdings bisher keine protektiven.
Man weiß über das Infektionsverhalten von Burkholderia noch nicht viel. Möglicherweise sind die Bakterien schon beim Eindringen in den Körper in der Lage, sich dem Immunsystem auf spezielle Weise zu entziehen und das könnte der Grund sein, weswegen die Impfversuche mit den Mäusen nicht so erfolgreich sind wie erwartet. Möglicherweise ist aber auch die Maus nicht das geeignete Modell, um eine menschliche Infektion zu untersuchen. All diese Fragen müssen zukünftig noch in aufwändiger Forschung geklärt werden. Bis dahin bleibt für CF-Patienten weiterhin nur die Möglichkeit, sich durch konsequente Hygienemaßnahmen vor einer Infektion mit Bakterien des Burkholderia cepacia-Komplex zu schützen. Empfehlungen zur Hygiene im Alltag finden Sie in der Hygiene-Richtlinie der KRINKO des Robert-Koch-Instituts auf unserer Internetseite.

Publikation eines Übersichtsartikels zu Burkholderia-Impfungen unter Burkholderia vaccines: are we moving forward? Choh LC, Ong GH, Vellasamy KM, Kalaiselvam K, Kang WT, Al-Maleki AR, Mariappan V, Vadivelu J. Front Cell Infect Microbiol. 2013;3:5. doi: 10.3389/fcimb.2013.00005. Epub 2013 Feb 5.

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