Forscher wollen mRNA-Impfungen zu Schluckimpfungen weiterentwickeln

Mit dem Projekt TEL-DrugDelivery wollen die FAU-Forscher im Forschungsverbund mit den Unternehmen BianoGMP, IFB, Ionovation und CAM-D Technologies, sowie dem außeruniversitären Forschungsinstitut iba nicht nur den Weg der Applikation vereinfachen, sondern auch den logistischen Transport der Vakzine. TEL steht dabei für „Tetraetherlipide“. Dies sind Bestandteile der Zellwand sehr urtümlicher Einzeller, der sogenannten Archaeen. Sie überleben unter extremen Bedingungen wie etwa hohen Temperaturen, aber auch unter besonders sauren Bedingungen etwa in heißen vulkanischen Quellen. Professor Dagmar Fischer, Lehrstuhl-Inhaberin für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie an der FAU und Leiterin des nun startenden Projekts, erklärt dazu:

Die TEL machen dabei den wesentlichen Unterschied zu den bisherigen mRNA-Impfstoffen aus. Bei Comirnaty und Co. ist die mRNA in Lipid-Vesikeln verpackt. Im Wesentlichen ist das auch bei der geplanten Schluckimpfung so, nur dass die Lipidvesikel TEL enthalten und damit sogenannte „Archaeosomen“ sind. Und diese sollen nicht nur säurestabil sein und gut mit den Zellen der Darmwand fusionieren können, sondern auch noch stabiler bei Transport und Lagerung sein. „Wir streben im Idealfall sowohl eine Lagerung als auch eine Applikation in trockener Form an, das heißt ein Rekonstitutionsschritt soll nach Möglichkeit vermieden werden. Von den gewählten Archaeosomen ist außerdem bekannt, dass sie ein vorteilhafteres Fusionsverhalten aufweisen und damit eine höhere Stabilität als herkömmliche Lipide“, sagt Fischer. Die in Archeosome verpackten mRNA-Vakzine sollen dann in Kapsel- oder Tablettenform appliziert werden können.

Im Labor sollen auch die Verhältnisse in der Mundhöhle, im Magen und im Darm simuliert werden. „Dort schauen wir nicht nur, wie stabil die mRNA dieses Milieu übersteht, sondern untersuchen auch, ob die Archaeosomen zum Beispiel die Zellen des Darms schädigen können“, erklärt Fischer.

Dass man sich dafür entschieden habe, Archaeosomen als Transportvesikel durch den Magen zu optimieren und nicht andere magensaftresistente Methoden, liegt dabei insbesondere an der zu transportierenden mRNA. Diese müsse „nach der Freisetzung aus dem Trägersystem erstens intakt die Zellen der Darmschleimhaut erreichen, zweitens eine Wechselwirkung mit der negativ geladenen Zellmembran der Darmepithelzellen eingehen, dem die elektrostatische Abstoßung beider Komponenten entgegensteht, um aufgenommen zu werden und drittens stabil das endosomale-lysosomale Kompartiment erreichen und wieder verlassen“, sagt Fischer. All dies sollen die Archaeosomen leisten.

Ganz konkret wollen die Forscher nun zunächst den Kultivierungsprozess von Mikroorganismen als Ausgangsmaterial optimieren und standardisieren, um kontrolliert TEL mit definierten Spezifikationen zu gewinnen, sagt Fischer. „Die erhaltenen TEL werden bezüglich ihrer Endgruppenchemie systematisch variiert, auch unter Einsatz einer computergestützten Designoptimierung, sodass grundlegendes Know-how zu Struktur-Funktions-Beziehungen generiert und vertieft werden kann.“ Ferner will man „eine optimierte Herstellungstechnologie sowie kritische Prozessparameter“ identifizieren, wobei ein besonderes Augenmerk auf der Nachhaltigkeit der Prozesse liegen soll. Schließlich wolle man erste In-vitro-Untersuchungen an artifiziellen Membranen, Zellkulturen und Gewebe-Modellen des Darms durchführen, um die erfolgversprechendsten Transportsysteme zu identifizieren.

Wenn sich auf diese Weise eine COVID-19-mRNA-Schluckimpfung etablieren lässt, will man so künftig auch andere Impfstoffe oral in den Körper bringen können. Schließlich seien mRNA-Impfungen in der Erprobung gegen verschiedene Infektionskrankheiten, aber auch gegen Tumore, sagen die Forscher.