Viele Impfstoffe enthalten abgetötete Viren. Die Immunabwehr des Körpers hält sie für echte Krankheitserreger, obwohl sie harmlos sind, und entwickelt Antikörper. Die vernichten später eindringende echte Viren. Abgetötet werden Viren, in manchen Fällen auch Bakterien, mit Giftstoffen, etwa Formaldehyd, das im Verdacht steht, Krebs zu erregen. Um das Risiko gering zu halten wird die Chemikalie stark verdünnt. Das reduziert die Wirkung massiv. Polio-Viren, die Auslöser der Kinderlähmung, sind erst nach einer zweiwöchigen Behandlung sicher abgetötet. Formaldehyd greift zudem die Proteine der Viren an. Das reduziert die Wirkung des Impfstoffs.


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Durch die Bestrahlung mit Elektronen werden die Viren inaktivier © Foto Fraunhofer IZI

Zeitaufwand lässt sich auf Millisekunden reduzieren

Künftig geht es schneller und effektiver. Fraunhofer-Forscher setzen Elektronen ein, um die Viren abzutöten. „Wir bestrahlen die Erreger mit nieder-energetischen Elektronen“, sagt Sebastian Ulbert, Arbeitsgruppenleiter am Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI) in Leipzig, einem der vier beteiligten Fraunhofer-Institute. Die Behandlungszeit lässt sich so auf wenige Millisekunden reduzieren. Außerdem zerstören die Elektronen nur die Nukleinsäuren der Viren und Bakterien, während deren Proteine heil bleiben. Der Körper hat damit größere Chancen, genau die Antikörper zu bilden, die Krankheitserreger effektiv bekämpfen.

Bisher gab es Versuche, Mikroorganismen mit radioaktiven Strahlen abzutöten. Das gelang, und es blieb auch keine Radioaktivität zurück. Doch in normalen Laboren der pharmazeutischen Industrie ließ sich das wegen der Strahlenbelastung der Umgebung nicht machen. Niederenergetische Elektronen sind dagegen keine Gefahr für die Mitarbeiter in den Laboren.


Vom kleinen zum großen Maßstab

Das Verfahren hat sich im kleinen Maßstab schon bewährt. Viren in einer Flüssigkeit mit einem Volumen von höchstens 15 Millilitern werden zuverlässig abgetötet. In Tierversuchen zeigte sich, dass die damit hergestellten Impfstoffe wirkungsvoll sind. Um Viren und Bakterien in großem Stil abzutöten, sind noch Forschungsarbeiten nötig. Elektronen dringen in Flüssigkeiten weniger als einen Millimeter tief ein. Die Forscher verfolgen zwei Ansätze. Sie füllen die Flüssigkeit in Beutel, die so flach gedrückt werden, dass den Elektronen kein Mikroorganismus entgeht. Die zweite Möglichkeit ist, die Lösung über Rollen laufen zu lassen, die mit Elektronen beschossen werden. Jetzt werden Prototypen für die massenhafte Abtötung von Viren und Bakterien gebaut. Finanziert werden diese Arbeiten von der Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung. Ehe die so hergestellten Impfstoffe eine Zulassung bekommen sind noch umfassende Tests nötig.

Einsatz gegen Ebola-Viren möglich

Elektronen werden bereits genutzt, um Saatgut ohne Einsatz von Gift zu beizen, also von Mikroorganismen zu befreien. Denkbar ist auch, besonders gefährliche Mikroorganismen zu inaktivieren. Dann könnten beispielsweise Blutproben von Ebola infizierten Patienten so behandelt werden, dass sie sich gefahrlos in normalen Laboren untersuchen lassen.

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