Premium Mikrobiologie

Inaktivierung von Krankheitserregern

Mittels niederenergetischer Elektronenstrahlung als neuer Ansatz in der Impfstoffentwicklung
Ulrike Ehlert
Inaktivierung von Krankheitserregern
© Tino Neitz – stock.adobe.com
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In der heutigen Medizin steuern Impfstoffe einen erheblichen Beitrag zur Prävention von Krankheiten bei. Sie schützen einerseits den Geimpften vor dem Ausbruch einer Infektion (Selbstschutz), andererseits können sie auch die Weiterverbreitung von Krankheitserregern verringern und somit verhindern, dass sich nicht geimpfte Personen anstecken (Gesellschaftsschutz).

Zusammenfassung

In der Präventivmedizin spielen Impfstoffe eine besonders wichtige Rolle. Allerdings werden Erreger in Totimpfstoffen noch immer mit stark toxischen beziehungsweise krebserregenden Chemikalien inaktiviert, meist Formaldehyd oder beta-Propiolacton. Der Inaktivierungsschritt gilt als zeitaufwendig, zudem werden durch lange Einwirkzeiten oft wichtige Oberflächenstrukturen der Erreger verändert, die dann keine schützende Immunität mehr auslösen können. Ionisierende Bestrahlung wie zum Beispiel Röntgen-, Gamma- oder hochenergetische Elektronenstrahlung inaktiviert Pathogene zwar wesentlich schneller und erhält größtenteils die Antigenität, erfordert aber umfangreiche Abschirmungskonstruktionen zum Strahlenschutz. Eine wirkungsvollere Alternative ist die Inaktivierung mit niederenergetischen Elektronenstrahlen, die innerhalb von Millisekunden Organismen abtöten. Da die Elektronenstrahlung vor allem die Erbsubstanz zerstört, bleiben Antigenstrukturen weitestgehend intakt, sodass nach einer Impfung eine spezifischere Immunreaktion induziert wird. Die Impfstoffproduktion könnte damit kostengünstiger und schneller werden, das Verfahren kann zudem in normalen biologischen Laboren angewendet werden.

Schlüsselwörter: Impfstoff, Virusinaktivierung, Formaldehyd, niederenergetische Elektronenstrahlung, Virusneutralisationstest (VNT)

Abstract

Vaccines play an important role in preventive medicine. However, pathogens in killed vaccines are still chemically inactivated, usually with formaldehyde or beta-propiolactone, which are considered to be toxic and carcinogenic, respectively. The inactivation step is time-consuming and may alter the antigenic structures on the surface of the pathogens making the vaccine less efficient. Ionizing irradiation such as x-rays, gamma or high-energy electrons is much faster and largely preserves the antigenicity, but requires extensive shielding constructions. A more efficient alternative is the inactivation with low-energy electron irradiation which operates within milliseconds. Because the irradiation mainly destroys

the genetic material, antigenic structures stay mostly intact thus inducing a more specific immune response after vaccination. This technology could therefore make vaccine production more cost-effective and faster, and the irradiation process could be realized in normal laboratories.

Keywords: vaccine, virus inactivation, formaldehyde, low-energy electron irradiation (LEEI), Virus Neutralization Assay

DOI: 10.3238/MTADIALOG.2020.0770

Entnommen aus MTA Dialog 10/2020

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