Projekt

Nachhaltige Produktion von Impfstoffen gegen virale Erkrankungen von Tieren in transgenen Pflanzen

Ziel des Verbundprojekts

Ziel des Vorhabens ist es, in Mecklenburg-Vorpommern einen wissenschaftlichen Verbund zur sicheren, ökologisch und ökonomisch vertretbaren Produktion von Wirkstoffen in transgenen Pflanzen aufzubauen.

Ausgangspunkt wird die Herstellung von Impfstoffen gegen virale Erkrankungen in dem nachwachsenden Rohstoff Pflanze sein. Dabei wird neben der Optimierung der Produktion in der Pflanze und der Wirksamkeit des Impfstoffs die ökologische und medizinische Unbedenklichkeit der Produktionsweise einen wesentlichen Bestandteil der Untersuchungen darstellen.

Durch den Vergleich der Produktion von Antigenen aus zwei sowohl in ihrer Wirkungsweise als auch in ihrer Verbreitung sehr unterschiedlichen Viren

• dem in der menschlichen und tierischen Nahrung nicht präsenten Kapsidprotein (VP60) des Virus der Hämorrhagischen Kaninchenkrankheit (Rabbit Haemorrhagic Disease-RHD) und
• verschiedenen Kapsidproteinen (VP4, VP6 und VP7) oder deren Proteinuntereinheiten des ubiquitär verbreiteten Rotavirus, der bei Haustieren und Menschen bedrohliche Durchfallerkrankungen hervorruft

in transgenen Pflanzen sollen breit anwendbare Lösungsmöglichkeiten für eine optimale Produktion unter größtmöglicher biologischer Sicherheit ermittelt werden. Möglichst einfache und kostengünstige Immunisierungsverfahren sollen etabliert werden.

Die Sicherheit der Produkte, der Produktionsweise sowie die immunogene Wirkung des Antigens sollen anhand der Verwertung durch die Tiere (Modelsystem Hausschwein) analysiert werden. Aus der biometrisch abgesicherten Kombination dieser Daten lässt sich die notwendige, aber auch die maximal verträgliche Dosis und die optimale Applikationsform des Impfstoffes ermitteln.

Die Produktion von VP60 des RHDV über transgene Pflanzen hat Modellcharakter für die Herstellung von Impfstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen, trägt Erfordernissen des Tierschutzes Rechnung (Ablösung der Impfstoffherstellung über das Tier) und ist wegen der Spezifität des gewählten Modells (Vorhandensein von nur einem erforderlichen protektiven Protein, etabliertes Prüfmodell für VP60) von verallgemeinerungsfähiger Aussagekraft. Die Einbeziehung der drei Hauptstrukturproteine des Rotavirus (VP4, VP6 und VP7) in die vorgesehenen Arbeiten erweitert den Projektansatz in für die Humanmedizin und den Verbraucherschutz interessante Richtungen. 

Wissenschaftliche und/oder technische Arbeitsziele

Impfstoffe sind noch immer die wesentliche Waffe gegen Infektionskrankheiten auf der ganzen Welt. Dank ihrer Hilfe gehören Pockenepidemien der Vergangenheit an, das selbe könnte auch bald für die Kinderlähmung gelten. Durch eine internationale Impfkampagne gegen die sechs wichtigsten Infektionskrankheiten (Diphtherie, Keuchhusten, Kinderlähmung, Masern, Tetanus und Tuberkulose) konnten in den späten neunziger Jahren etwa 80% der Kinder geschützt werden, im Vergleich zu 5 % in den siebziger Jahren eine drastische Steigerung. Dies kann aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass noch immer 20% der Kinder wegen mangelnder Verfügbarkeit von Impfstoffen einen weltweit bedeutenden Infektionsherd darstellen. Eine Vereinfachung und Verbilligung von Produktion und Transport der Impfstoffe könnte hier Abhilfe schaffen. Bereits 1990 erkannten Wissenschaftler, dass transgene Pflanzen die idealen Produzenten von kostengünstigen und zugleich sicheren Impfstoffen sein können. Sie enthalten keine humanpathogenen Viren, sind aber in der Lage, immunogene Proteine der Erreger selektiv zu produzieren und damit in vielen Fällen auch nach einer oralen Applikation eine Immunantwort zu stimulieren.

Die Verwendung transgener Pflanzen für die Humantherapie stößt noch immer auf Bedenken in der Öffentlichkeit. Impfstoffe sind aber auch in der Tiermedizin zur Prophylaxe von Infektionskrankheiten von erheblicher Relevanz, eine Anwendung in diesem Bereich sollte weniger Schwierigkeiten provozieren, gleichzeitig aber die sichere Anwendung in der Humanprophylaxe vorbereiten. Vor allem die Möglichkeit der oralen Applikation könnte hier von wesentlicher Bedeutung sein.

In dem Modellprojekt sollen daher primär Impfstoffe gegen virale Erkrankungen von Haustieren (z.B. Kaninchen, Schweine) in transgenen Pflanzen (Tabak, Kartoffel, Möhre) produziert werden.