Human-Antikörper statt Pferdeseren für die Behandlung von Diphtherie
Aufbau des Diphtherie-Toxins: Zellbindung (grün), katalytische Domäne (rot) und Transfer-Domäne (blau). Institut für Biochemie, Biotechnologie und Bioinformatik, Abteilung Biotechnologie/TU Braunschweig
Erste Schritte zu einer neuen Behandlung von Diphtherie: In einem vom PETA International Science Consortium Ltd. finanzierten Projekt haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Biochemie, Biotechnologie und Bioinformatik der Technischen Universität Braunschweig zusammen mit dem Britischen National Institute for Biological Standards and Control (NIBSC) humane Antikörper entwickelt, die das Diphtherie-Toxin neutralisieren.
Diese Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlicht und in einem Artikel in der Fachzeitschrift „Science“ kommentiert.
Diphtherie ist eine potenziell tödliche Infektionskrankheit und besonders in Regionen gefährlich, in denen die Impfquote gering ist. Im Falle einer Infektion erfolgt die Behandlung bisher mit einem Antiserum, dem Diphtherie-Antitoxin (DAT), das in Pferden erzeugt wird.
Dabei werden die Tiere mit dem Diphtherie-Impfstoff und -Toxin immunisiert. Die vom Tier produzierten polyklonalen Antikörper, die das Diphtherie-Toxin neutralisieren, werden aus dem Blut gewonnen und aufgereinigt. Diese Therapie wird seit über 100 Jahren unverändert genutzt.
Pferdeseren haben wie andere therapeutische Tierseren den Nachteil, dass sie zu ernsthaften Nebenwirken wie der Serumkrankheit führen können. Gesundheitsbörden weltweit berichten außerdem, dass Pferdeseren in größeren Mengen nur schwer verfügbar seien und somit keine adäquate Reaktion in Falle einer Diphtherie-Epidemie möglich wäre.
Zusätzlich gibt es starke ethische Bedenken bei der Nutzung von Tieren für die Produktion von Therapeutika für Menschen. Inspektionen von Firmen, die Pferde für die Produktion von DAT nutzen, zeigten, dass Tierschutzrichtlinien nicht eingehalten werden. Die Verwendung von humanen rekombinanten Antikörpern, die von Zelllinien im Labor produziert werden, würde diese Nachteile vermeiden.
Mithilfe des Antikörper-Phagen-Displays, einer Methode zur Selektion von Antikörpern im Reagenzglas, wurden in dem Projekt ohne die Immunisierung von Tieren humane rekombinante Antikörper generiert, die das Diphtherie-Toxin neutralisieren können.
Eine Kombination der Antikörper, die das Toxin am besten neutralisieren, ist ein aussichtsreicher Kandidat für weitere klinische Entwicklungen, um das DAT aus Pferdeserum zukünftig zu ersetzen.
Projektpartner
Über das Institut für Biochemie, Biotechnologie und Bioinformatik der Technischen Universität Braunschweig:
Die Abteilung Biotechnologie wird von Professor Stefan Dübel geleitet. Er ist einer der Erfinder des Antikörper-Phagen-Displays, einer Methode zur Generierung von Antikörpern im Reagenzglas ohne Immunisierung von Tieren. Der Fokus der Abteilung liegt auf neuartigen Anwendungen von Antikörpern für die Behandlung von Infektionskrankheiten und Krebserkrankungen. Die Forschungsaktivitäten der Abteilung führten zu vier Spin-Off-Firmen, darunter die YUMAB GmbH und ABCALIS GmbH, welche humane rekombinante Antikörper für Therapie, Diagnostik und Forschung entwickeln.
Webseite: www.tu-braunschweig.de/bbt/biotech/technologietransfer
Über PISC:
Das PETA International Science Consortium Ltd. fördert die Entwicklung und Validierung sowie die globale Implementierung von tierfreien Testsystemen. Das Konsortium wurde 2012 gegründet, um die wissenschaftliche und regulatorische Expertise seiner Mitglieder – PETA US, PETA UK, PETA Deutschland, PETA India, PETA Nederland, PETA France, PETA Asia, PETA Australia – zu koordinieren. Das Wissenschaftskonsortium und seine Mitglieder haben mehre Millionen Euro für die Reduktion und den Ersatz von Tierversuchen gespendet.
Webseite: www.PISCLtd.org.uk
Über NIBSC:
Das National Institute for Biological Standards and Control spielt eine führende nationale und internationale Rolle in der Qualitätskontrolle von biologischen medizinischen Wirkstoffen und Diagnostika.
Webseite: www.nibsc.org
Prof. Dr. Michael Hust
Technische Universität Braunschweig
Institut für Biochemie, Biotechnologie und Bioinformatik
Abteilung Biotechnologie
Spielmannstraße 7
38106 Braunschweig
Tel.: 0531 391-5760
E-Mail: m.hust@tu-braunschweig.de
https://www.tu-braunschweig.de/bbt/biotech
Esther Veronika Wenzel, Margarita Bosnak, Robert Tierney, Maren Schubert, Jeffrey Brown, Stefan Dübel, Androulla Efstratiou, Dorothea Sesardic, Paul Stickings & Michael Hust: “Human antibodies neutralizing diphtheria toxin in vitro and in vivo” Sci Rep 10, 571 (2020); doi:10.1038/s41598-019-57103-5 (https://www.nature.com/articles/s41598-019-57103-5)
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