Ein auf die Haut aufgetragener „Impfstoff“? Von kommensalen Hautbakterien wird erwartet, dass sie zu neuen Durchbrüchen bei schmerzlosen Impfungen führen werden!

Die Haut ist mehr als nur eine Barriere

Die Haut ist das größte Organ unseres Körpers. Es ist nicht nur eine Barriere, die uns vor äußeren Schäden schützt, sondern auch ein aktives Mikro-Ökosystem. In diesem riesigen „Oberflächenreich“ gedeihen mikrobielle Gemeinschaften, unter denen Staphylococcus epidermidis eine Schlüsselrolle spielt. Wir wissen, dass auf der Haut Hunderte Millionen Mikroorganismen leben, die oft als „Hautmikrobiota“ oder „Hautkommensale Mikroorganismen“ bezeichnet werden. Unter ihnen ist Staphylococcus epidermidis der am häufigsten vorkommende Keim. Meistens leben diese Bewohner mit uns zusammen und arbeiten zusammen, um das ökologische Gleichgewicht der Haut aufrechtzuerhalten.

Kürzlich wurde in einem in Nature veröffentlichten Artikel eine erstaunliche Entdeckung gemacht: Staphylococcus epidermidis kann den menschlichen Körper zu einer langanhaltenden und präzisen Antikörperreaktion veranlassen. Dieser natürliche Immunmechanismus ist nicht nur vorteilhaft für die Gesundheit der Haut, sondern könnte auch einen wichtigen Durchbruch für zukünftige Impfstoffe und nicht-invasive Behandlungen darstellen. Der weit verbreitete Bakterium Staphylococcus epidermidis kann nicht nur das Immunsystem der Haut beeinträchtigen, sondern auch „modifiziert“ und als Impfstoffträger zur Bekämpfung anderer pathogener Mikroorganismen eingesetzt werden. Die Entdeckung könnte die Art und Weise der Impfstoffentwicklung verändern und zu einer neuen Art von „Schmierimpfstoff“ führen.

1. Hautprobiotika: Symbiotische Mikroorganismen im Körper

1. Einführung in Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus epidermidis ist ein weit verbreiteter Hautmikroorganismus, der einen erheblichen Teil unseres Hautmikrobioms einnimmt. Obwohl sein Name an den Erreger „Staphylococcus aureus“ erinnert, handelt es sich bei diesem „Nachbarn“ in Wirklichkeit eher um einen „Beschützer“ der Haut.

Staphylococcus epidermidis trägt zur Aufrechterhaltung der Hautbarriere bei und hemmt das übermäßige Wachstum schädlicher Krankheitserreger. Es kann eine wichtige Rolle bei Gesundheit und Krankheit spielen, indem es die Immunität durch Interaktionen mit dem Immunsystem des Wirts moduliert.

2. Erkenntnisse aus dem Nature-Artikel

Das Forschungsteam fand heraus, dass Staphylococcus epidermidis nicht nur auf der Hautoberfläche überlebt, sondern auch auf einer tieferen Ebene mit dem Immunsystem „kommunizieren“ kann. Diese Kommunikation kann eine starke, lang anhaltende und spezifische Antikörperreaktion hervorrufen, was darauf schließen lässt, dass der menschliche Körper einen Mechanismus entwickelt hat, der Hautmikroben als „natürlichen Lehrer“ für das Immuntraining nutzt.

2. Wie aktiviert Staphylococcus epidermidis das Immunsystem?

1. Antikörperantwort auf das Aap-Protein

Die Forscher konzentrierten sich auf ein Zelloberflächenprotein von Staphylococcus epidermidis namens Aap (Accumulation-Associated Protein). Sie fanden heraus, dass das Aap-Protein sowohl bei Menschen als auch bei Primaten das primäre Ziel der Antikörperreaktion war. Dieses Protein hilft Bakterien, sich an der Haut festzusetzen und ist außerdem für das Immunsystem von entscheidender Bedeutung, damit sie erkannt und bekämpft werden können.

2. Koordinierte T- und B-Zell-Reaktionen

Überraschenderweise hängt diese Antikörperreaktion nicht nur vom Gedächtnis der Immun-B-Zellen ab, sondern erfordert auch die kooperative Aktion der Immun-T-Zellen. Dieser Mechanismus der Immunantwort wird als „Koaktivierung“ bezeichnet und erhöht nicht nur die Dauerhaftigkeit der Antikörperreaktion, sondern bietet auch eine neue Richtung für die zukünftige Impfstoffentwicklung.

[Hinweis: Das Bild stammt aus diesem Dokument. (Die Immunogenität und Schutzwirkung von Aap-sc-TTFC bei Mäusen wurde durch Auftragen des modifizierten Stamms auf die Haut der Mäuse bewertet, um den natürlichen Kolonisierungsprozess zu simulieren. Die Studie ergab, dass die Mäuse hohe Titer an Anti-TTFC-IgG-Antikörpern produzierten.)]

3. Inspiration: Von der Haut zum Impfstoff und dann zum schmierbaren „Impfstoff“

1. Streuimpfstoffe, inspiriert von der natürlichen Immunität

Studien haben gezeigt, dass Staphylococcus epidermidis auf der Haut nicht nur eine Antikörperreaktion auslösen kann, sondern auch so verändert werden kann, dass es bestimmte antigene Proteine ​​exprimiert und so das Immunsystem auf die Bekämpfung bestimmter Krankheitserreger umleitet. Vereinfacht ausgedrückt ähnelt dieser Mechanismus einer Impfung und bietet darüber hinaus neue Möglichkeiten für eine nicht-invasive „Impfung“ mittels Abstrich.

Wir wissen, dass eine nicht-invasive Impfung eine Art der Impfung ist, die keine Injektion erfordert und durch einfaches Abschmieren oder Aufbringen eines Chippflasters durchgeführt werden kann. Dieser maßgeschneiderte Ansatz von Staphylococcus epidermidis auf der Haut kann durch die Modifizierung des probiotischen Trägers therapeutische Proteine ​​oder Antigene direkt an bestimmte Bereiche liefern und die Nebenwirkungen insgesamt reduzieren.

2. Weitere mögliche Anwendungen, wie z. B.

Behandlung von Hautkrankheiten wie Ekzemen, Schuppenflechte usw. durch Neuregulierung der mikroökologischen Struktur der Haut und Wiederherstellung des insgesamt gesunden Immungleichgewichts der Haut.

Tumorimmuntherapie: Die Verwendung von modifiziertem Staphylococcus epidermidis kann als Trojanisches Pferd fungieren, um Antigene auf die Haut zu transportieren und systemische Immunreaktionen zu modulieren.

IV. Zukünftige Herausforderungen und Aussichten

Obwohl diese Entdeckung aufregend ist, müssen noch einige Herausforderungen bewältigt werden, wie zum Beispiel:

Ⅰ. Sicherheit: Wie kann sichergestellt werden, dass der modifizierte Staphylococcus epidermidis keine anderen Infektionen oder Nebenwirkungen verursacht?

II. Breite Anwendbarkeit: Reagieren die Immunsysteme verschiedener Populationen einheitlich auf S. epidermidis?

III. Vorschriften und Ethik: Die Entwicklung probiotischer Impfstoffe muss strengen medizinischen und ethischen Standards entsprechen.

Ungeachtet dessen eröffnet die Forschung neue Wege für zukünftige Impfstoffe und Behandlungen.

Endlich: Ein neues Kapitel in der Hautmikroökologie

Vom „Wächter“ der Haut zum „Impfstoffträger“ der Zukunft: Staphylococcus epidermidis definiert auch unser Verständnis von Hautprobiotika neu. Diese Studie enthüllt nicht nur die komplexe Beziehung zwischen Mikroorganismen und dem Immunsystem in der Natur, sondern gibt auch neue Hoffnung für nicht-invasive Impfstoffe und personalisierte Präzisionsmedizin.

Wenn wir das nächste Mal über die Haut sprechen, können wir sie vielleicht nicht mehr als einfache Barriere betrachten, sondern als umfassendes „Immuntrainingsgelände“, ein Ansatz, der zu revolutionären Veränderungen im Gesundheitsbereich führen könnte.

Verweise

Entdeckung und Entwicklung der Antikörperreaktion auf einen prominenten Hautkommensalen. Nature, 2024. DOI:10.1038/s41586-024-08489-4