Dem Erreger einen Schritt voraus

Schützende Antikörper

Die infektiöse Dosis eines Krankheitserregers ist von Erreger zu Erreger unterschiedlich. Wenn unser Immunsystem den Erreger schon kennt, weil wir zum Beispiel schon einmal mit dem Erreger infiziert waren, ist der Schwellenwert dank schützender Antikörper und Gedächtniszellen viel höher als ohne eine frühere Infektion. Es ist also eine höhere Dosis erforderlich, damit wir uns anstecken. Denn wir sind teilweise immun. Sobald die Menge an schützenden Antikörpern im Blut so hoch ist, dass es unmöglich ist, die Keim-Dosis zu erreichen, die nötig ist, um uns zu infizieren, sind wir vollständig immun.

Schützende Antikörper bleiben aber nicht ewig erhalten. Nach der Infektion sinkt ihre Konzentration im Blut kontinuierlich. Wir können den Schutz jedoch erneuern, indem wir uns impfen lassen. Das Ziel einer Impfung ist, das Immunsystem zur Bildung von schützenden Antikörpern und langlebigen Gedächtniszellen anzuregen, ohne dass die Person die ursprünglichen, teils lebensgefährlichen Infektionen durchmachen muss. Kommt die geimpfte Person später tatsächlich mit dem Erreger in Kontakt, bekämpfen die bereits vorhandenen Antikörper und die Gedächtniszellen die Infektion schneller und effektiver. Geimpfte entwickeln daher seltener schwere Krankheitsverläufe. Je nach Keim-Dosis verhindert der durch die Impfung erhöhte Schwellenwert die Infektion womöglich sogar ganz. Neben Hygiene- und Schutzmaßnahmen sind Impfungen unser wichtigstes Werkzeug, um Infektionen vorzubeugen.

Manchmal ist die Entwicklung einer Impfung jedoch schwierig. Gegen das Humane Immundefizienz-Virus (HIV) gibt es bis heute keinen Impfstoff. Warum? Der Hauptgrund ist, dass HIV sich sehr schnell verändert. Das Virus mutiert. Weltweit kursieren Millionen verschiedener HI-Virusvarianten. Eine Impfung zu entwickeln, die diese Breite abdeckt, ist extrem schwierig.

„Obwohl unser Körper in der Lage ist, Antikörper zu bilden, die das Virus unschädlich machen, kann sich das Virus dieser Kontrolle durch Mutationen schnell entziehen“, erklärt Florian Klein. „So ist uns das Virus fast immer einen Schritt voraus.“ Der Virologe ist Direktor des Instituts für Virologie am Universitätsklinikum Köln und leitet den HIV-Forschungsbereich am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung. Gemeinsam mit seinem Team entwickelt er antikörperbasierte Therapien und Impfungen unter anderem gegen HIV.

Diese Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme zeigt mit HIV infizierte Zellen. Die Viruspartikel sind pink dargestellt. · Foto: © Science Photo Library / Gschmeissner, Steve

Hierfür isolieren die Forschenden sogenannte breit neutralisierende Antikörper aus dem Blut von Menschen, die mit HIV leben. Diese Antikörper erkennen viele verschiedene Virusvarianten und töten sie ab. „Für die Person, aus der wir die Antikörper isolieren, bringen sie keinen Vorteil“, erklärt Klein. Denn die Virusvarianten sind bereits resistent und mutieren weiter. „Für 98 Prozent der anderen Personen, die mit HIV leben, aber schon.“ Virusvarianten, die diese Personen infizieren, konnten sich bislang nie an die Antikörper anpassen. Damit keine neuen Resistenzen entstehen, kombinieren die Forschenden mehrere therapeutische Antikörper, die das Virus an verschiedenen Stellen angreifen.

Die breit neutralisierenden Antikörper eignen sich beispielsweise als passive Immunisierung. Sie werden im Labor produziert und per Infusion verabreicht. Ihre Wirkung hält etwa ein halbes Jahr. Deshalb könnten sie besonders geeignet sein, um Mutter-Kind-Übertragungen von HIV zu verhindern. Zwar gibt es bereits Präventionsmaßnahmen, doch dabei muss das Neugeborene täglich Tabletten nehmen. Das ist schwierig. „Studien zeigen, dass die Kinder die passive Immunisierung sehr gut vertragen und die Antikörper langfristig im Blut nachgewiesen werden“, erzählt Klein. Auch für Menschen, die weite Strecken zurücklegen müssen, um medizinisch versorgt zu werden, ist eine passive Immunisierung zweimal pro Jahr deutlich einfacher. Hinzu kommt, dass in sehr heißen und tropischen Gebieten hohe Temperaturen und eine hohe Luftfeuchtigkeit für den Transport und die Lagerung der Tabletten problematisch sind.

HIV unter Kontrolle halten

„Ich bin davon überzeugt, dass es in den nächsten Jahren möglich sein wird, eine Antikörpertherapie zu entwickeln, die eine HIV-Infektion dauerhaft kontrollieren kann“, erklärt der Virologe. „Von einem aktiven Impfstoff, der eine ausreichend breite Immunantwort im Körper selbst auslöst, sind wir jedoch noch weit entfernt.“

Und eine Heilung? Klein und sein Team streben eine sogenannte funktionale Heilung an. HIV wird dabei nicht vollständig aus dem Körper entfernt. Stattdessen wird das Immunsystem aktiviert, damit es HIV ohne Medikamente kontrollieren kann. Bereits 2018 zeigten die Forschenden an elf Probanden, dass eine dreimalige Antikörpergabe im Abstand von drei Wochen HIV kontrollieren kann. Ein Patient kontrolliert HIV seitdem sogar ohne Medikamente. Was ist passiert? Wieso kann er das Virus kontrollieren, alle anderen aber nicht?

Um das herauszufinden, untersuchten die Forschenden den kontrollierenden Patienten sowie zwei weitere Betroffene aus späteren Studien genauer. Die im April 2026 in der Fachzeitschrift Nature Immunology veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass alle drei Untersuchten seit der Therapie eigene neutralisierende Antikörper produzieren. Außerdem bildet ihr adaptives Immunsystem außergewöhnlich vielschichtige Immunantworten gegen HIV. Noch ist der Prozentsatz der Personen, die HIV nach der Therapie kontrollieren, gering. Zusätzlich verlieren manche nach einigen Jahren wieder die Kontrolle über das Virus. Die Forschenden haben ihre therapeutischen Antikörper deshalb weiter optimiert.

Noch sind breit neutralisierende Antikörper zur Therapie von HIV-Infektionen nicht zugelassen. Doch die Forschenden kommen diesem Ziel aktuell einen großen Schritt näher. Unter der Leitung von Clara Lehmann startete am Studienzentrum für Klinische Infektiologie der Uniklinik Köln im Juni 2026 die weltweit erste internationale Phase-I-Studie mit dem in Köln entwickelten breit neutralisierenden Antikörper BNT351. Gesponsert wird die Studie vom Pharmaunternehmen BioNTech. Erste Ergebnisse werden in etwa einem Jahr erwartet.

Neben dem Eintrittsort, der Erregermenge und dem Immungedächtnis beeinflusst die Fitness unseres Immunsystems, ob wir uns infizieren oder nicht. Da wir uns genetisch unterscheiden, tragen unsere Immunzellen unterschiedliche Rezeptoren auf ihrer Oberfläche. Durch diese Rezeptoren erfährt das Innere der Zelle, was außen passiert, ob zum Beispiel ein Virus angreift oder ein Bakterium. Mit seiner individuellen Ausstattung kann jeder Mensch manche Erreger besonders gut bekämpfen und andere weniger gut.

Zusätzlich beeinflusst unser Lebensstil, wie fit unser Immunsystem ist. Alkohol und Rauchen schaden dem Immunsystem. Da das Immunsystem jeden Tag Millionen neuer Immunzellen nachbilden muss, um alte Zellen zu ersetzen, braucht es sehr viel Energie und Ressourcen. Unterernährte Menschen sind deshalb anfälliger für Infektionen. Regelmäßige Bewegung unterstützt das Immunsystem hingegen. Denn die Lymphe, in der viele unserer Immunzellen durch den Körper wandern, wird nur passiv über Muskelbewegungen transportiert. Zusätzlich unterstützen Vitamine, Eisen, Zink und Selen die Immunfitness. Da Überdosierungen zu erheblichen Nebenwirkungen führen können, sollte eine regelmäßige Einnahme jedoch mit dem Arzt abgesprochen werden.

Umwelteinflüsse aufs Abwehrsystem

Nicht zuletzt beeinflusst auch die Umwelt unsere Gesundheit. Jeden Tag kommen wir mit Hunderten, vielleicht Tausenden Chemikalien in Kontakt. Wie diese Chemikalien auf uns wirken, untersucht Beate Escher am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig. Gemeinsam mit ihrem Team beobachtet sie, dass die Konzentration einzelner Schadstoffe in den letzten Jahren abgenommen hat. Gleichzeitig steigt jedoch die Vielfalt der Chemikalien, die nachgewiesen werden können. „Wir wissen bisher wenig darüber, wie sich diese Chemikalien-Cocktails auf unsere Gesundheit und die Umwelt auswirken“, sagt Escher.

Um das zu ändern, untersuchen die Forschenden, welche Chemikalien in Umweltproben, aber auch im Menschen nachweisbar sind. Dank moderner Methoden können sie circa 1.000 verschiedene Chemikalien analysieren. Im Blut von Schwangeren konnten die Forschenden beispielsweise 294 verschiedene Chemikalien nachweisen. Die Konzentration einzelner Chemikalien lag jeweils unter den erlaubten Wirkschwellen.

Um zu überprüfen, wie die Stoffe zusammenwirken, stellten die Forschenden die Chemikalien-Cocktails im Labor nach und testeten sie an kultivierten Nervenzellen. „Unsere Experimente zeigen, dass die Cocktails in den Konzentrationen, die wir im Blut nachgewiesen haben, eine deutlich stärkere neurotoxische Wirkung haben als die Einzelstoffe“, erklärt Umweltchemikerin Escher. „Sie verhindern, dass Nervenzellen Fortsätze bilden, um mit anderen Nervenzellen in Kontakt zu treten und Signale weiterzuleiten.“ Noch sind die Effekte zu gering, um zu Entwicklungsstörungen des Fötus zu führen. Doch die gefundenen Cocktails sind nur die Spitze des Eisbergs.

Seit Jahren explodiert die Anzahl an Chemikalien, die in den Handel gelangen. Trotz der Vielfalt fokussieren sich Kontrollbehörden oft auf einzelne Chemikalien. Bisphenol A (BPA) hat beispielsweise eine hormonähnliche Wirkung. Beim Menschen kann BPA bereits in kleinsten Mengen die Schilddrüsenfunktion stören und insbesondere bei Kindern zu Entwicklungsstörungen führen. Seit 2017 ist BPA deshalb in fast allen Anwendungen verboten.

Da BPA als Ausgangsstoff für die Plastikherstellung jedoch eine große wirtschaftliche und technische Bedeutung hat, haben Hersteller schlicht ähnliche Alternativen entwickelt: BPB, BPE, BPF, BPS und viele mehr. Sie können in Wasserproben aus ganz Europa nachgewiesen werden. In einer im Februar 2026 in der Fachzeitschrift Environmental Science: Processes & Impacts veröffentlichten Studie konnten die Forschenden mit Labortests zeigen, dass die BPA-Alternativen in realistischen Konzentrationen in Kombination 24-mal giftiger sind als BPA allein. Außerdem imitieren sie das Hormon Östrogen 12-mal stärker als BPA. Trotzdem ist bisher nur BPA verboten.

Wie genau sich BPA und seine Alternativen auf die menschliche Gesundheit, insbesondere das Immunsystem, auswirken, untersucht Escher gemeinsam mit internationalen Kollegen im Rahmen des neuen, durch die EU geförderten ENDOMIX-Projekts. Die Forschenden messen und modellieren, wie die Chemikalien-Cocktails in verschiedenen Lebensphasen zusammenwirken. Es geht dabei auch um die Frage, ob und wie sie dazu beitragen, Krankheiten auszulösen oder aufrechtzuerhalten. Ziel ist es, eine möglichst schnelle Risikobewertung neu zugelassener Chemikalien zu ermöglichen und eine wissenschaftliche Grundlage zu schaffen, um die Politik, aber auch die Menschen direkt für dieses Thema zu sensibilisieren. ■

Wie Impfstoffe wirken

Impfstoffe bringen das Immunsystem auf unterschiedliche Weise dazu, sich auf einen Erreger vorzubereiten.

Lebendimpfstoffe enthalten abgeschwächte Erreger, die nur milde Symptome hervorrufen. Da die Erreger noch vermehrungsfähig sind, triggern sie jedoch eine starke Immunantwort und einen langanhaltenden Schutz. Für Menschen mit Immundefekt sind sie ungeeignet, da hier die Gefahr besteht, dass sich selbst abgeschwächte Erreger unkontrolliert ausbreiten.

Totimpfstoffe enthalten entweder ganze abgetötete Erreger, enzymatisch zerkleinerte Erreger oder nur noch einzelne Erreger-Bestandteile. Diese lösen zwar eine etwas schwächere Immunantwort aus als Lebendimpfstoffe, sind aber risikoärmer. Die Bildung von Gedächtniszellen bietet auch hier einen langfristigen Schutz. Teilweise werden mehrere Impfungen benötigt. Die Mehrheit aller Impfstoffe sind Totimpfstoffe.

mRNA-Impfstoffe enthalten weder den Erreger selbst noch einen seiner Bestandteile. Stattdessen fungiert die enthaltene mRNA als „Bauanleitung“, mit deren Hilfe der Körper einen bestimmten Erreger-Bestandteil für kurze Zeit selbst herstellen kann. Das triggert das Immunsystem, sodass Antikörper und Gedächtniszellen gebildet werden. Da mRNA sehr instabil ist, wird sie nach kurzer Zeit vollständig abgebaut.

KRISTINA HOPFENSPERGER ist promovierte Virologin und freie Wissenschaftsjournalistin. Sie fasziniert, wie trickreich Viren das menschliche Immunsystem manipulieren.

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