Candida auris künftig besser bekämpfen?
Gerade im Krankenhaus sind Pilze besonders gefährlich. Denn sie treffen dort häufig auf vulnerable Menschen, deren Immunsystem bereits geschwächt ist. Eine Herausforderung ist der neu auftretende, multiresistente Hefepilz Candida auris. Er wurde 2009 erstmals in Japan entdeckt und breitet sich seither weltweit aus. Bislang gibt es weder Impfstoffe noch schnelle Verfahren zur Diagnose. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) stuft C. auris seit 2022 als Pilzerreger mit kritischer Priorität ein. Nun haben Forschende des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung, der Freien Universität Berlin und des Centre for Medical Mycology der University of Exeter im Vereinigten Königreich einen Ansatz entwickelt, der gleich mehrere Strategien gegen den Pilz ermöglichen soll. Im Zentrum steht ein chemisch hergestelltes Zuckermolekül, das eine Struktur auf der Oberfläche von C. auris nachahmt. Es soll die Grundlage für einen Impfstoffkandidaten und für therapeutische Antikörper sein und wurde außerdem für einen Prototypen eines Schnelltests eingesetzt.
Strategie für die Bekämpfung
„Mit der chemischen Synthese können wir einzelne Zuckerstrukturen des Pilzes exakt nachbauen und herausfinden, welche davon das Immunsystem erkennt“, sagt Peter H. Seeberger, Direktor am Max-Planck-Institut und Co-Autor der Studie. „Das eröffnet uns die Möglichkeit, eine Strategie für die Bekämpfung von Candida auris zu finden.“ Die Entwicklung eines Impfstoffes gegen den Hefepilz C. auris ist eine besondere Herausforderung. Zellwände von Pilzen bestehen zu einem großen Teil aus komplexen Zuckerstrukturen. Diese liegen nicht als einheitliche Strukturen vor, sondern unterscheiden sich unter anderem in Länge und Verknüpfung. Welche dieser Strukturen das Immunsystem erkennt und eine schützende Immunantwort auslöst, lasse sich deshalb nicht einfach bestimmen.
Zuckerstrukturen im Labor hergestellt
Mit der chemischen Herstellung der Zuckerstrukturen im Labor ist es möglich, einzelne Moleküle mit genau definierter Zusammensetzung und Struktur zu untersuchen. Dabei identifizierten die Forscherinnen und Forscher das vielversprechende Molekül, das aus vier miteinander verbundenen Zuckerbausteinen besteht und den Zuckern auf der Oberfläche der Pilze entspricht. Es handelt sich um ein β-Mannan-Tetrasaccharid, das von Antikörpern erkannt wird. Damit das Immunsystem diese spezifische Zuckerstruktur gezielt erkennt, wurde der Zucker an ein Trägerprotein gekoppelt. Die Kombination aus Zucker und Protein wird als Glykokonjugat bezeichnet und unterstützt dabei, eine gezielte Immunantwort gegen die Zuckerstruktur auszulösen.
Immunantwort im Tierversuch
In der Studie konnte das Forschungsteam in einem Infektionsmodell mit Mäusen zeigen, dass die Impfung mit dem Glykokonjugat eine spezifische Immunantwort auslöste. Die Tiere bildeten Antikörper, die gezielt die synthetische Zuckerstruktur erkannten. Bei den geimpften Tieren war die Pilzlast nach der Infektion in Niere und Milz reduziert. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine einzelne, chemisch definierte Zuckerstruktur ausreicht, um gegen Candida auris eine gezielte Immunantwort aufzubauen und die Infektion im Tiermodell zu begrenzen“, sagt Seeberger. „Damit haben wir einen wichtigen präklinischen Wirksamkeitsnachweis für diesen Impfstoffansatz.“
Antikörper und Schnelltest entwickelt
Das Team entwickelte zudem einen Antikörper, der die Zuckerstruktur gezielt erkennt. Im Tiermodell schützte dieser die Mäuse ebenfalls vor der Infektion, sodass bei passiv immunisierten Mäusen die Pilzlast in der Milz reduziert war. Doch die Zuckerstruktur könne noch mehr, so die Forscherinnen und Forscher. Die Antikörper sollen sich auch zur Erkennung des Pilzes einsetzen lassen. Das Forschungsteam entwickelte einen Prototyp-Schnelltest nach einem ähnlichen Prinzip wie bei einem Schwangerschafts- oder Corona-Schnelltest. Der Test erkennt Strukturen auf der Oberfläche von C. auris und könnte perspektivisch eine schnelle Identifizierung des Pilzes ermöglichen, was bei Ausbrüchen in Krankenhäusern schnellere Reaktionen ermöglichen könnte. Bis zu einer möglichen Anwendung am Menschen sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich.
Quelle: idw/Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
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