Corona: Drei Kontakte für breite Immunität

Erst Beta und Gamma, dann Delta und nun Omikron. Seit Beginn der Covid-19-Pandemie entwickeln sich immer neue Varianten des Coronavirus SARS-CoV2. Die große Frage, die Forschende weltweit beschäftigt: Wie kann es gelingen, die Menschen bestmöglich gegen Infektionen zu schützen?

Ein Forschungsteam aus München und Würzburg zeigt nun, dass das Immunsystem nach insgesamt drei Kontakten zum viralen Spike-Protein eine qualitativ hochwertige Antikörper-Antwort entwickelt. Diese Antikörper können auch Omikron effizient neutralisieren. Das gilt für Genesene nach zwei Impfungen und für zweifach Geimpfte nach einer Durchbruchsinfektion genauso wie für dreifach Geimpfte.

Die Forschenden sind sich einig: „Die durch eine Impfung aufgebaute beziehungsweise verstärkte Immunität ist der Schlüssel zu einem effektiven Schutz auch vor zukünftigen Varianten des Virus. Aber auch eine Durchbruchsinfektion, so ärgerlich sie ist, erreicht den Effekt einer zusätzlichen Impfung.“

Mehrere Parameter im Blut bestimmt

Das kam bei einer Studie mit 172 Teilnehmenden heraus, bei denen mehrere Parameter im Blut bestimmt wurden: die Menge der Antikörper vom Typ Immunglobulin G (IgG), die Stärke der Bindung zwischen Virus-Protein und Antikörper sowie die Fähigkeit von Antikörpern, SARS-CoV-2-Varianten in Zellkultur zu neutralisieren. Die beiden letzteren Parameter sind besonders wichtig, um das Ausmaß der schützenden Immunität abzuschätzen.

Die Ergebnisse sind im Journal Nature Medicine veröffentlicht. Sie stammen in der Hauptsache von einem Team um Professorin Ulrike Protzer vom Institut für Virologie der Technischen Universität München (TUM), vom Helmholtz Zentrum München und dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung, sowie um Professor Percy A. Knolle vom Klinikum rechts der Isar der TUM.

Was in Würzburg analysiert wurde

Einen wesentlichen Beitrag zur Studie haben Professorin Martina Prelog und PD Dr. Giovanni Almanzar sowie Medizindoktorand Tim Vogt vom Universitätsklinikum Würzburg geleistet.

Das Team hat die Bindungsaktivität von SARS-CoV-2-spezifischen Antikörpern gegen ihre Antigene bestimmt – mit einem eigens dafür etablierten Aviditäts-Assay. Dabei wird geprüft, wie widerstandsfähig die Antikörper-Antigen-Bindung gegen Ablöseversuche durch ein sogenanntes chaotropes Agens ist.

„Wenn in einer Serumprobe von 1000 Antikörpern nach der Behandlung mit einem chaotropen Agens 800 gebunden bleiben, haben wir eine Avidität von 80 Prozent. Genau diesen Wert haben wir bei unseren Serumproben gesehen. Und das ist ein wirklich guter Wert für hochbindende Antikörper“, sagt Giovanni Almanzar. Er hat für die Etablierung der Untersuchungen mehrere chaotrope Agenzien getestet und das Protokoll für die Aviditäts-Assays gemeinsam mit Martina Prelog entwickelt.

Nicht nur die Konzentration der Antikörper ist wichtig

„Die Stärke unseres Immunsystems, das Corona-Virus zu neutralisieren, sollte also nicht allein anhand der Konzentration der Antikörper gemessen werden. Die Bindungsstärke der Antikörper an das Virus oder seine Bestandteile ist mindestens genauso wichtig“, resümiert Prelog.

Die Fachärztin für Kinder- und Jugendmedizin arbeitet seit 15 Jahren an der Avidität. Sie hat einige immunologische Tests, unter anderem auch Analysen zur Bestimmung der zellulären Immunität für andere Infektionskrankheiten entwickelt.

Als die Anfrage von Ulrike Protzer kam, die Analyse der Antikörper-Avidität durchzuführen, sagte sie umgehend zu. Alles wurde auf die Untersuchung dieser Laborproben umgestellt, und binnen weniger Tage waren knapp 100 Proben mit Verlaufsseren analysiert. Und es geht weiter: „Das Aviditäts-Assay könnte auch zukünftig eine relevante Methode bei vielen infektiologischen und immunologischen Erkrankungen sein“, so Prelog.

Publikation

Wratil, P.R., Stern, M., Priller, A. et al.: Three exposures to the spike protein of SARS-CoV-2 by either infection or vaccination elicit superior neutralizing immunity to all variants of concern. Nature Medicine 28.01.2022, https://doi.org/10.1038/s41591-022-01715-4