Anthrax angreifen

Anthrax hebt sich in der Schurkengalerie der Bioterror-Krankheiten ab: Die Bakteriensporen, die es verursachen, sind relativ einfach zu erwerben, in Massenproduktion zu produzieren und zu verbreiten. Sie sind beim Einatmen außerordentlich tödlich, und Antibiotika-resistente Stämme sind leicht herzustellen. Darüber hinaus ist die moderne Medizin, wie die fünf Todesfälle durch Postangriffe im Jahr 2001 düster gezeigt haben, gegenüber Milzbrand im Spätstadium, bei dem bakterielle Toxine tödliche Blutvergiftungen und Organschäden verursachen, machtlos.

Biologische Waffen sind die größte Bedrohung für die nationale Sicherheit des Landes, sagt Tara O’Toole, Direktorin des Center for Civilian Biodefense Strategies an der Johns Hopkins University. Milzbrand, fügt sie hinzu, ist eine viel ernstere Bedrohung als Pocken. Ich denke, es ist viel einfacher, sich vorzustellen, dass Terroristen den Fehler, die Technologie und die Verbreitung von Milzbrand in die Hände bekommen, als dies alles mit Pocken zu tun.

LEDs vs. Glühbirne

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom Mai 2003



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Aber trotz dieser Realitäten sind bedeutende Fortschritte im Gange. Eine Vielzahl sich schnell entwickelnder Ansätze verspricht, bei zukünftigen Anthrax-Angriffen Leben zu retten, sei es auf dem Schlachtfeld oder an der Heimatfront. Neue Behandlungen, die das Bakterium abtöten Bacillus anthracis -und die tödlichen Giftstoffe zu deaktivieren, die es produziert, sollten innerhalb der nächsten ein oder zwei Jahre verfügbar sein. Und bessere Impfstoffe sind auf dem Weg, das 18-monatige Impfschema zu ersetzen, das für Hunderttausende von Militärangehörigen bereits Standard ist.

Die erste Mission: Antibiotikaresistenzen bekämpfen. Anacor Pharmaceuticals in Palo Alto, Kalifornien, entwickelt eine neue Klasse von Antibiotika, die ein Enzym bestimmter Bakterien blockieren – darunter Bacillus anthracis -müssen ihre DNA replizieren. Obwohl der Unterschied zwischen diesem Ansatz und der Wirkungsweise einiger existierender Antibiotika subtil ist, ist er signifikant genug, um die Schwierigkeit [für Terroristen] um eine Größenordnung zu erhöhen, sagt David Perry, CEO von Anacor. Das liegt daran, dass jede neue Linie von Antibiotika-Angriffen es unwahrscheinlicher macht, dass die Käfer die Fluchtmöglichkeiten entwickelt haben oder dass Schurkenstaaten oder Terroristen die richtige Art von Resistenz entwickelt haben, sagt er. Anacor, das letztes Jahr vom US-Verteidigungsministerium einen Zuschuss in Höhe von 21,6 Millionen US-Dollar für die Entwicklung neuer Wirkstoffe erhielt, hat bereits mit Tierversuchen begonnen und erwartet, innerhalb von drei Jahren Medikamente in Studien am Menschen einzuführen.

Ein anderer antibiotischer Ansatz stellt ein Virus gegen Milzbrand. Der Mikrobiologe Vincent Fischetti von der Rockefeller University identifizierte ein Enzym aus einem Virus, das nur Milzbrand verursachende und eng verwandte Bakterien infiziert. In Reagenzglasexperimenten tötet das Enzym etwa hundert Millionen Bakterien in zwei Minuten oder weniger ab. Es bohrt ein Loch in die Zellwand und die Organismen explodieren, sagt Fischetti. Er fügt hinzu, dass die Behandlung die Wirkung bestehender Antibiotika gegen Milzbrand verstärken und resistente Bakterienstämme abtöten soll. Seine Gruppe führt derzeit Tierversuche durch, um das Enzym weiter zu testen.

Solche Superantibiotika könnten eine entscheidende Rolle spielen, sollte ein Anthrax-Anfall einen antibiotikaresistenten Stamm verwenden. Am dringendsten ist jedoch eine Behandlung erforderlich, um den starken Giftstoffen entgegenzuwirken, die von produziert werden Bacillus anthracis . Diese Toxine greifen die Zellen der Infizierten an; Tatsächlich glauben Forscher, dass sie es sind, was 2001 die fünf Milzbrandopfer getötet hat, trotz der Behandlung der Patienten mit starken Antibiotika. Experimentelle Milzbrandinfektionen bei Affen zeigen, dass es einen Punkt ohne Rückkehr gibt, sagt Michael Mourez, der als Postdoc im Labor des Biochemikers R. John Collier an der Harvard Medical School das Milzbrandtoxin untersucht hat. Sie können das Tier behandeln und die Bakterien loswerden, und doch wird die Krankheit zum Tode fortschreiten.

Colliers Gruppe hat mehrere Moleküle entwickelt, die Tiere effektiv vor den Giftstoffen schützen. Ratten sterben normalerweise innerhalb von 90 Minuten, nachdem ihnen das Milzbrandtoxin injiziert wurde. Wenn die Nagetiere jedoch eines dieser Gegenmittel erhalten, überleben sie. Noch vor den Anschlägen von 2001 hatte Collier PharmAthene, ein in Potomac, MD, ansässiges Unternehmen gegründet, um ein solches Gegenmittel zu einem Medikament zu entwickeln. Die Behandlung, die das Unternehmen testet, ist eine mutierte Version eines der Proteine, aus denen das Toxin besteht; es bindet an die anderen Komponenten, um die Bildung von aktivem Toxin zu verhindern. Dieses Protein könnte sowohl als Impfstoff als auch als Medikament wirken. Wenn die Tests gut verlaufen, geht Collier davon aus, dass die Behandlung im nächsten Jahr in begrenzten Mengen verfügbar sein könnte.

Das ist ein optimistischer Zeitplan: Die Medikamentenentwicklung dauert in der Regel 10 Jahre. Aber Collier könnte sein Ziel erreichen, weil die US-amerikanische Food and Drug Administration letztes Jahr die Zulassung von Behandlungen beschleunigt hat, die die Bereitschaft des Landes verbessern, auf Bioterrorismus zu reagieren. Anstatt sich den üblichen umfangreichen präklinischen Tierversuchen und dreiphasigen Humanstudien zu unterziehen, um die Arzneimittelsicherheit und -wirksamkeit zu beweisen, müssen Behandlungen wie die von Anacor, Fischetti und PharmAthene nur die Wirksamkeit in zwei verschiedenen Tiermodellen und die Sicherheit in einer Humanstudie beweisen.

Verbesserte Impfstoffe sind ebenfalls entscheidend. Gegenwärtige Anthrax-Impfstoffe sind sicher und wirksam, aber für einen vollständigen Schutz benötigen die Empfänger sechs Dosen über 18 Monate, eine Verzögerung, die für die Militärtruppen, die die Hauptnutznießer neuer Impfstoffe sein werden, teuer werden könnte. Aber auch schnell wirkende Impfstoffe könnten es Zivilisten ermöglichen, nach einem Angriff in kontaminierten Gebieten zu leben oder zu arbeiten. Die Anthrax-Spore ist schwer zu vernichten: Auch heute noch bleibt die Poststation in Washington, DC, die 2001 zwei kontaminierte Briefe abwickelte, geschlossen.

In dem Bemühen, sowohl die Anzahl der Dosen als auch die Zeit zu reduzieren, die zum Schutz von Menschen vor Milzbrand erforderlich sind, haben Forscher von DynPort Vaccine und Avant Immunotherapeutics in Frederick, MD, in Needham, MA, einen Impfstoff entwickelt, von dem sie hoffen, dass er schneller schützende Antikörper induziert. Der aktuelle Impfstoff ist im Grunde eine Suppe aus bakteriellen Zellteilen; der neue Impfstoff enthält nur ein schützendes Antigen, dieselbe Toxin-Untereinheit, auf der Colliers Behandlung basiert. Diese Spezifität sollte dazu beitragen, Nebenwirkungen zu vermeiden und gleichzeitig die Immunantwort des Körpers zu beschleunigen. Klinische Studien begannen im Oktober 2002.

Avant will noch weiter gehen. Kürzlich erhielt das Unternehmen einen Unterauftrag von der Regierung zur Herstellung eines oralen Einzeldosis-Impfstoffs, der sowohl gegen Milzbrand als auch gegen Pest schützt, eine durch Flöhe übertragene bakterielle Krankheit, die auch eine Biowaffe sein könnte. Über DynPort im Rahmen des Joint Vaccine Acquisition Program des Verteidigungsministeriums unter Vertrag genommen, können die Kosten des Projekts über einen Zeitraum von zwei Jahren 8 Millionen US-Dollar überschreiten. Dies ist nicht nur eine Forschungsidee, sagt Una S. Ryan, Präsidentin und CEO von Avant. Es ist ziemlich gut auf der Entwicklungslinie.

Um mit der Herstellung dieses Impfstoffs zu beginnen, haben die Wissenschaftler von Avant krankheitsverursachende Gene aus Cholera- und Salmonellenbakterien entfernt. Sie planen, Gene einzufügen, die für Proteine ​​kodieren, die von Milzbrand- und Pest-erzeugenden Bakterien gebildet werden. Die resultierenden Proteine ​​sollten den Körper dazu veranlassen, krankheitsbekämpfende Antikörper zu produzieren. Sie erhalten Schutz vor Cholera, Milzbrand und Pest mit einem Zug, sagt Ryan. Avants Pläne sehen vor, innerhalb von zwei Jahren mit Humantests dieses Impfstoffs zu beginnen, fügt sie hinzu.

Tatsächlich werden wirksamere Impfstoffe und Behandlungen gegen Milzbrand nicht die einzigen Vorteile des aktuellen Anstiegs der Bioterror-Abwehrforschung sein. Die neuen Antibiotika von Anacor beispielsweise sollen nicht nur gegen Milzbrand und andere Biowaffen wirken, sondern auch gegen Volkskrankheiten wie Lungenentzündung und bakterielle Meningitis sowie Staphylokokkeninfektionen. All dieses Geld wird nicht nur für Biokriegsorganismen nützlich sein, sagt Fischetti. Es wird ein echter Schlag in den Arm für unseren Umgang mit Infektionskrankheiten. Aber auch ohne solche medizinischen Glücksfälle werden diese neuen Behandlungen für Milzbrand dazu beitragen, die dringend benötigte Abwehr gegen diese große Bioterror-Bedrohung aufzubauen.

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