Forschungsquartett | Vom Virus zum Grippe-Impfstoff

Wie das Virus in die Spritze kommt

08.01.2015

Was hat ein Hühnerei mit dem Grippe-Impfstoff zu tun? Jede Menge: In Hühnereiern werden Impfstoffe hergestellt. Wissenschaftler forschen an Alternativen.

Impfstoff aus dem Hühnerei

Viren sind allein nicht lebensfähig. Sie benötigen die Zellen von Wirtstieren (oder Menschen), die sie befallen und umprogrammieren, um sich zu vermehren. Für die Herstellung von Impfstoffen werden daher Zellen bewusst mit dem Virus infiziert. Im Fall des Grippe-Impfstoffes werden die Viren in Hühnereiern gezüchtet. Hühnereier eignen sich dafür gut, weil die Eizellen durch die Eierschale gegen die Außenwelt geschützt sind. In den Eiern können sich die Viren gut vermehren. Nach mehreren Tagen Brutzeit werden die Viren entnommen, aufgereinigt und als Dosis in eine Spritze gefüllt. Für die Impfstoffherstellung werden allerdings keine handelsüblichen Eier verwendet, sondern speziell gezüchtete, keimfreie Eier.

Seit mehreren Jahrzehnten werden so Impfstoffe für die jährliche Grippesaison hergestellt. Das Verfahren mit Eiern ist allerdings sehr zeitaufwendig- bis zu einem halben Jahr dauert die Herstellung. Eine schnelle Reaktion gegen Epidemien ist daher schwierig. Außerdem braucht man für eine Spritze etwa ein Ei- würde man die komplette Bevölkerung Deutschlands impfen wollen, müsste man also mehr als 80 Millionen Eier brüten lassen. Wissenschaftler forschen an Alternativen.

Hunde-Niere statt Hühner-Ei

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer, technischer Systeme beteiligen sich an der Forschung: Als Alternative zu Hühnereiern kommen tierische Zellen in Frage, etwa  Zellen aus Hundenieren. Diese Zellen wurden in 1950er Jahren identifiziert, isoliert und seither im Labor gelagert und stetig vermehrt. Im Gegensatz zu Hühnereiern müssen sie nicht erst noch gebrütet werden. Sie können flexibel und in Notfällen zeitnah in Bioreaktoren gezüchtet und mit Viren angereichert werden.

  • Das Max-Planck Institut für Dynamik komplexer, technischer Systeme in Magdeburg an einem sonnigen Dezembertag
  • Dieses Bild eines Grippe-Virus hängt im Inneren des Instituts. Die 'Stecknadeln' sind Eiweiße, über die das Virus in unsere Zellen eindringt. Weil die Eiweiße sich ständig verändern, brauchen wir immer neue Grippe-Impfstoffe.
  • Über diese Software lassen sich der Bioreaktor steuern und die Prozesse regulieren.
  • Im Labor steht dieser 10 Liter Bioreaktor, indem bereits tierische Zellen (in der rötlichen Nährlösung) gezüchtet werden.
  • In diese Anlage können die Wissenschaftler Zell- und Virusproben eingeben und auf deren Inhaltsstoffe überprüfen
  • Zahlreiche kleine Zellkulturen gedeihen in diesem Brutschrank bei angenehmer Temperatur (36 Grad Celsius) vor sich hin. Im nächsten Schritt können sie in größere Gefäße übertragen werden

Die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts haben noch viele offene Fragen, derer sie sich annehmen: Wie dringt das Virus in die Zelle ein? Wie interagieren Virus und Zelle miteinander? Wie lassen sich die Verfahren zur Impfstoffherstellung verbessern?

detektor.fm-Reporter Max Heeke hat das Institut in Magdeburg besucht und mit den beiden Forschern Udo Reichl und Yvonne Genzel gesprochen.

UdoReichl_Forschungsquartett_MaxHeekeDer Körper erkennt, da ist ein Eiweiß, das gehört hier nicht rein. Er bildet Antikörper und beseitigt dieses Eiweiß, aber er hat so genannte Gedächtniszellen und merkt sich das so etwas mal passiert ist. Und wenn wir mit richtigen Viren in Kontakt kommen, kann diese Immunantwort sehr schnell gehen.Udo Reichlleitet die Abteilung 'Bioprozesstechnik' 
YvonneGenzel_Forschungsquartett_MaxHeekeEs gibt Viren, die die Zelle am Leben erhalten. Für das Virus ist es von Interesse, dass die Zelle am Leben bleibt, damit viele Viren produziert werden und das ist für uns Impfstoffhersteller dann auch wichtig, weil wir auch so viel Viren wie möglich machen wollen.Yvonne Genzelforscht daran, die Impfstoffherstellung in tierischen Zellen zu optimieren