// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Warum unterscheidet sich die Immunreaktion auf Impfstoffe von Mensch zu Mensch?
Immunologischer Fingerabdruck: Antikörper, die bereits vor einer Covid-19-Impfung im Blut zirkulieren, könnten Hinweise auf die Stärke der späteren Antikörperantwort geben. In einer Beobachtungsstudie mit 4.089 Menschen identifizierten Forscher sogenannte Sentinel-Antikörper und entwickelten aus breiteren Antikörperprofilen ein KI-Modell, das schwache von stärkeren Impfantworten unterscheiden kann.
Tempe (U.S.A.). Impfstoffe aktivieren die spezifische Immunabwehr und regen unter anderem die Bildung passender Antikörper an. Wie kräftig diese Reaktion ausfällt, unterscheidet sich jedoch deutlich von Mensch zu Mensch. Alter, Geschlecht, genetische Faktoren, frühere Erkrankungen und der allgemeine Gesundheitszustand können die Impfantwort beeinflussen.
Üblicherweise lässt sich die Stärke der Antikörperantwort erst nach der Immunisierung messen. Dabei bilden spezialisierte B-Zellen jene Antikörper der spezifischen Immunabwehr, die passende Antigene erkennen. Doch möglicherweise verrät das Immunsystem schon vor einer neuen Impfung, wie gut dieser Prozess später funktionieren wird.
Forscher der Arizona State University (ASU) um Prof. Joshua LaBaer haben untersucht, ob sich diese individuelle Impfbereitschaft aus bereits vorhandenen Antikörpern ablesen lässt. LaBaer ist Professor an der ASU und leitet deren Biodesign Institute sowie das Virginia G. Piper Center for Personalized Diagnostics.
Dazu analysierte das Team insgesamt 8.687 Blutproben von 4.089 Menschen vor und nach einer Covid-19-Impfung. Unter ihnen waren sowohl gesunde Teilnehmer als auch Menschen mit Erkrankungen oder Behandlungen, die das Immunsystem schwächen können. Dazu gehörten beispielsweise HIV, multiples Myelom, Autoimmunerkrankungen, chronisch-entzündliche Darmerkrankungen und Organtransplantationen.
In den Proben bestimmten die Forscher Antikörper gegen 185 verschiedene Antigene. Das Panel umfasste Bestandteile von SARS-CoV-2 sowie Antigene anderer verbreiteter Viren und Bakterien und mit Autoimmunerkrankungen verbundene Zielstrukturen. Anschließend verglich das Team die vor der Impfung vorhandenen Muster mit der späteren Antikörperantwort.
Wie zu erwarten, traten abgeschwächte Impfantworten in mehreren immunsupprimierten Gruppen häufiger auf. Doch diese Einteilung erklärte die Unterschiede nicht vollständig. Einige immungeschwächte Teilnehmer entwickelten eine kräftige Antwort, während rund fünf bis sechs Prozent der gesunden Teilnehmer nur schwach auf die Impfung reagierten.
Entscheidende Hinweise fanden die Forscher stattdessen in Antikörpern, die schon vor der Impfung vorhanden waren. Höhere Spiegel bestimmter Antikörper gegen Staphylococcus aureus, das Respiratorische Synzytial-Virus (RSV) und das humane Respirovirus 3 waren mit einer stärkeren Covid-19-Impfantwort verbunden.
Das Team bezeichnet diese Marker als Sentinel-Antikörper, sinngemäß also als Wächter-Antikörper. Sie richten sich nicht gegen das Ziel der neu verabreichten Impfung. Vielmehr könnten sie anzeigen, wie reaktionsbereit der antikörperbildende Teil des Immunsystems grundsätzlich ist. Die Daten zeigen dabei einen Zusammenhang und belegen nicht, dass diese Antikörper selbst die spätere Impfantwort verstärken.
Einzelne Sentinel-Antikörper waren jedoch nur ein Teil des erkennbaren Musters. Deshalb werteten die Forscher das breitere antimikrobielle Antikörperprofil mit einem Deep-Learning-Modell aus. Das Modell kombinierte zahlreiche Messwerte und ordnete die Teilnehmer danach ein, wie wahrscheinlich eine abgeschwächte Impfantwort war.