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WISSENSCHAFT

Neu an der UDE: Dr. Christina Karsten forscht an HIV-Impfstoff

Dr. rer. nat. Christina B. Karsten beschäftigt sich derzeit
nicht nur mit einem Virus. [Foto: UDE/Frank Preuß]​​​​​​​
28.04.2020 12:11 - Alexander Weilkes

Dr. Christina Karsten trat Anfang dieses Jahres die Juniorprofessur für Impfstoffentwicklung an der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) an. Dort forscht sie am Institut für HIV-Forschung des Universitätsklinikums Essen (UK Essen) an einem HIV-Impfstoff.

Anfang der 1980er Jahre entwickelte sich die Verbreitung von HIV zu einer Pandemie, die bis 2018 schätzungsweise 23,6 bis 43,8 Millionen Todesopfer forderte. Ende des Jahres 2018 gab es weltweit etwa 37,9 Millionen Infizierte. Eine vollständige Genesung von Personen, die mit dem Virus infiziert wurden, ist praktisch ausgeschlossen. Zwar sind bisher zwei Fälle bekannt, der „Londoner Patient“ und der „Berliner Patient“, bei denen das Virus auch einige Jahre nach Absetzen der HIV-Medikamente nicht mehr nachweisbar gewesen ist.

In beiden Fällen erfolgten jedoch zuvor außerordentliche medizinische Eingriffe. Eine Knochenmarktransplantation im Rahmen einer Leukämieerkrankung und eine Stammzelltransplantation aufgrund einer Krebserkrankung, bei der beide Spender*innen eine seltene genetische Mutation besaßen, die vor HIV schützt. Eine Infektion mit HIV lässt sich heutzutage medikamentös gut unter Kontrolle halten; die Entwicklung eines Impfstoffes gestaltet sich jedoch als äußerst schwierig. Die groß angelegte Studie HVTN 702, die vom  National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) durchgeführt wurde und an der 5.407 Personen teilnahmen, wurde Anfang des Jahres abgebrochen, da keine signifikante Schutzwirkung durch den verwendeten Impfstoff zu verzeichnen war.

Proteinbasierter Impfstoff gegen HIV

Ziel der Forschung von Karsten und ihrem Team ist, einen proteinbasierten Impfstoff gegen HIV zu entwickeln. Ein großes Problem dieses Vorhabens: Das HI-Virus kann sich der Immunabwehr erfolgreich entziehen. Typischerweise unterscheidet das Immunsystem zwischen körpereigenen und körperfremden Substanzen, indem es das Eiweißprofil auf der Oberfläche von Viren, Bakterien, Pilzen oder Parasiten als fremdartig erkennt. Infolgedessen wird eine Immunreaktion ausgelöst, wodurch die sogenannten Antigene bekämpft werden. Das HI-Virus schafft es jedoch, sein Hüllprotein derart zu verändern, dass es nicht als körperfremd erkannt und aus diesem Grund vom Körper zuerst nicht bekämpft wird. Zusätzlich versteckt sich das Hüllprotein von HIV auch unter einer dichten Glykanschicht (Zuckerschicht).

Zurzeit gebe es keine Erkenntnisse darüber, ob HIV-Infizierte zur Corona-Risikogruppe gehörten

Karsten und ihr Team erforschen, durch welche Mechanismen die Glykanschicht des Hüllproteins eine erfolgreiche Antikörper-Antwort verhindert. Eine mögliche Strategie für die Entwicklung eines HIV-Impfstoffes sei es, „die am häufigsten vorkommende Proteinsequenz des Virus zu verwenden und die Position der Zucker in der Virushülle zu verändern“, sodass auf diese Weise eine Immunantwort provoziert werden könnte, so Karsten. Gelinge dies, würden die Gedächtniszellen des Immunsystems, vorrangig B-Lymphozyten, bei Kontakt mit dem „echten“ HI-Virus eine Immunantwort induzieren, die eine Infektion verhindern könnte. Aber selbst, wenn dies gelinge, „wird es zunächst keinen Impfstoff geben, der gegen jede Variante von HIV wirksam sein wird“, stellt die Juniorprofessorin für Impfstoffentwicklung fest, „dafür sei zusätzliche Forschung notwendig.“ 

SARS-CoV-2 verändert den Forschungsalltag 

Momentan sieht Karstens Forschungsalltag und der ihrer Kolleg*innen ohnehin sehr anders aus als gewohnt. Alle Mitarbeiter*innen ihres Instituts, die nicht am Coronavirus SARS-CoV-2 forschen, befinden sich im Home-Office. Karsten entwickelt derzeit ein Testverfahren, das Antikörper detektieren kann, die die Genesung respektive den Kontakt einer Person mit dem Coronavirus nachweisen. Es gibt bereits einige solcher Tests, jedoch ist deren Zuverlässigkeit äußerst unterschiedlich und falsch-positive Ergebnisse könnten eine falsche Sicherheit suggerieren.

Darüber hinaus untersucht die Wissenschaftlerin, ob es bei Personen, die mit dem HI-Virus und zusätzlich mit dem Coronavirus infiziert wurden, eine Veränderung in der HIV-Antikörperantwort gibt. Zurzeit gebe es keine Erkenntnisse darüber, ob HIV-Infizierte zur Corona-Risikogruppe gehörten, so die Juniorprofessorin. Es sei jedoch zu vermuten, dass bei Personen, bei denen bereits eine Schwächung des Immunsystems vorliegt, ein erhöhtes Risiko besteht.

Dr. Karsten studierte von 2004 bis 2008 Bioinformatik und Genomforschung an der (Universität Bielefeld) und daran anschließend bis 2010 Biologie an der Technischen Universität Braunschweig. Mit ihrer Doktorarbeit, die sie 2014 am Deutschen Primatenzentrum in Göttingen abschloss, wurde sie im folgenden Jahr an der Medizinischen Hochschule Hannover promoviert. Im Anschluss forschte sie zunächst als wissenschaftliche Mitarbeiterin und kurze Zeit später als Postdoktorandin am Ragon Institute of MGH, MIT and Harvard in Cambridge, USA, wo sie von 2018 bis 2019 auch die Vorlesung zum Thema „Viruses & Glycans“ hielt.

Karstens Juniorprofessur ist Teil der 1000 Stellen umfassenden „Tenure-Track-Professuren“, für die der Bund eine Milliarde Euro bereitstellt. Durch dieses Bund-Länder-Programm soll für Nachwuchswissenschaftler ein planbarer und transparenter Weg in die Professur auf Lebenszeit etabliert werden. Deutschlandweit werden bisher 468 „Tenure-Track-Professuren“ zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses (WISNA) gefördert. Neben Dr. Karstens gibt es insgesamt 22 weitere zum Programm gehörende Professuren an der UDE.

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