In vielen Dörfern könnte es bald einen Garten mit Impf-Gemüse geben

Von Thomas Müller

Vielleicht wird bald jedes kleine Dorf in Afrika, Lateinamerika oder Asien einen ganz besonderen Gemüsegarten haben: Kartoffeln gegen Hepatitis wachsen neben Tomaten gegen Polio und Bananen, die vor Durchfall schützen. Diese Pflanzen haben eines gemeinsam - sie produzieren Antigene gefährlicher Erreger. Ein paar Mahlzeiten mit solchem Gemüse machen die Dorfbewohner immun gegen die wichtigsten Infekte.

Eßbare Impfstoffe lassen sich fast überall anbauen

Solche eßbaren Vakzinen wären ein Traum für viele Ärzte in Entwicklungsländern. Denn konventionelle Impfstoffe, etwa gegen Hepatitis A und B, sind für viele Bewohner dieser Länder unerschwinglich. Zudem müssen viele Vakzine ununterbrochen gekühlt werden - in Entwicklungsländern oft ein großes logistisches Problem.

Wenn die Vakzine dagegen dort, wo sie gebraucht wird, einfach im Garten wächst, muß sich niemand mehr über Kühlketten und Lagerung Gedanken machen. Noch klingt diese Vision wie Science Fiction. Mit der Arbeit, die US-Forscher heute in der Zeitschrift "PNAS" veröffentlicht haben, scheint eine Impfung mit eßbaren Vakzinen inzwischen aber realistisch.

Die Idee, Impfstoffe billig in Pflanzen herzustellen, ist nicht neu. Inzwischen produzieren Forscher Antigene von Cholera-Erregern, enterotoxischen E.-coli-Bakterien, Streptokokken, oder von Durchfall-erzeugenden Norwalk-Viren in unterschiedlichen Obst und Gemüsearten.

Doch klinische Studien sind bisher die Ausnahme. Einen ersten Erfolg gelang 1998 dem Wissenschaftler Dr. Charles Arntzen aus Ithaca in den USA mit einer Kartoffel, die eine Komponente eines E.coli-Enterotoxins enthielt. Bei Testpersonen ließ sich damit eine gewisse Immunreaktion hervorrufen. Danach wurde es allerdings recht still um das Impf-Gemüse. Zu groß war offenbar das Problem, damit einen guten Impfschutz zu erzielen.

Die Vakzin-Pflanzen enthalten Antigene von Erregern

Dabei ist das Prinzip der eßbaren Vakzine sehr einfach: Die Forscher suchen nach Proteinen von Krankheitserregern, die eine starke Immunantwort auslösen. Die Gene für diese Proteine bauen sie in das Erbgut der Nutzpflanzen ein. Die Pflanzen produzieren schließlich die immunogenen Proteine, und wenn sie gegessen werden, gelangen die Proteine - oder zumindest Bruchstücke davon - in die Darmmukosa und ins Blut.

Im Idealfall baut die Darmmukosa einen guten Immunschutz auf und blockt Erreger aus der Nahrung ab, bevor sie ins Blut gelangen. Zusätzlich werden im Blut Antikörper gegen die Keime gebildet.

Damit die Immunisierung tatsächlich klappt, müssen die Forscher jedoch einige Hindernisse überwinden. So produzieren die Pflanzen oft nicht genug von den gewünschten Antigenen, zudem können sie die artfremden Proteine so verändern, daß sie nicht mehr immunogen wirken. Schließlich müssen die Antigene zwar in Magen und Darm freigesetzt werden - die Verdauungssäfte dürfen sie aber nicht komplett zerstören.

Arntzen‘s Team hat jetzt offenbar viele dieser Hindernisse überwunden. Der Forscher kreierte eine Kartoffelpflanze, die in ihren Knollen das Oberflächen-Antigen (HBs) des Hepatitis-B-Virus produziert, und zwar in der relativ hohen Dosierung von 8,5 mg pro Kilogramm. In der heute veröffentlichten Studie mit 42 Teilnehmer, stieg bei über der Hälfte, die von der Impf-Kartoffel aßen, der Antikörper-Titer gegen das HBs-Antigen deutlich an.

Allerdings: Um bei dieser ersten klinischen Studie mit der Gemüse-Vakzine im Zweifelsfall auch einen minimalen Effekt zu sehen, durften nur Personen die Kartoffeln essen, die vor mehr als einem Jahr bereits konventionell gegen Hepatitis-B geimpft worden sind. Das Ziel war zu schauen, ob das Gemüse den Impfschutz auffrischen kann.

Die Teilnehmer mußten zu Beginn der Studie jedoch alle einen relativ niedrigen Antikörper-Titer gegen das HBs-Antigen haben, er sollte unter 150 Milli-Units pro Milliliter Serum (mlU/ml) liegen. Zum Vergleich: Nach einer erfolgreichen Erst-Immunisierungen gegen Hepatitis B liegt dieser Wert im Schnitt bei etwa 1000 bis 1500 mlU/ml.

Am erfolgreichsten war der Impfversuch in der Studie bei Personen mit drei 100g-Portionen der Kartoffel-Vakzine: Bei 63 Prozent stieg der Anti-Hbs-Titer deutlich an. Vier (25 Prozent) lagen über dem Wert von 1000 mlU/ml, bei einem der Teilnehmer wurde sogar ein Wert von 4800 mlU/ml erreicht.

Bei nur zwei Portionen der Impf-Kartoffeln war das Ergebnis deutlich schlechter: Bei 53 Prozent kam es zu einem Antikörper-Titer-Anstieg, nur ein Teilnehmer erreichte jedoch einen Wert von über 500 mlU/ml. Unerwünschte Wirkungen wurden mit den Impf-Kartoffeln nicht beobachtet. Arntzen hofft nun, daß in einer nachfolgenden Studie eine Erst-Immunisierung mit den Impf-Kartoffeln gelingt.

Unklar ist noch, ob es auch gekochte Kartoffeln sein dürfen. Darauf gibt Arntzen keine Antwort. Doch es gibt Hoffnung: Bei dem Test mit seinen Enterotoxin-Kartoffeln war nach dem Kochen noch die Hälfte des Antigens vorhanden. Vielleicht muß man für eine Hepatitis-Impfung mit gekochten Kartoffeln nur doppelt so viele essen.

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