Erforschung und Herstellung eines dekavalenten Botulismus-Antitoxins zur Abwehr von bioterroristischen Gefahrenlagen; Teilvorhaben: Erforschung und rekombinante Herstellung von zehn Botulinum Neurotoxin Toxoiden als Impfantigene zur Herstellung eines dekavalenten Botulismus-Antitoxins

Abstract

Botulinum Neurotoxine (BoNT) sind hochwirksam, geringste Dosen lösen die tödliche Botulismuserkrankung aus. BoNT wurden kürzlich gezielt in kriminellen Ausbringungsversuchen eingesetzt, sind andererseits an überregionalen natürlichen Botulismusgeschehen beteiligt. Zumindest acht der zehn derzeit bekannten Serotypen BoNT/A,B,E,F,HA,C,D,G,X,J können humanen Botulismus verursachen. Eine entsprechende Impfung ist ethisch nicht gerechtfertigt, da BoNT als Arzneimittel weit verbreitet sehr erfolgreich eingesetzt werden. Die einzige, nachweislich effektive Therapiemöglichkeit bei Botulismus ist die Verabreichung eines Serotyp-spezifischen BoNT-Antitoxins. Allerdings gibt es seit 2020 kein zugelassenes BoNT-Antitoxin mehr in Europa. Im Rahmen des Gesamtvorhabens X-BAT wurde in dem Teilvorhaben der Toxikologie der MHH die Eignung und rekombinante Herstellung von zehn Botulinum Neurotoxin Toxoiden (rBoNTi) als Impfantigene sowie in vitro Methoden zur Kontrolle des Antikörpertiters und ein ex vivo Nachweis zur Neutralisation von BoNT erfolgreich erforscht. Alle Projektziele des Gesamtverbundes wurden erreicht; acht der zehn Rohseren wurden zu Konzentraten prozessiert und zwei tetravalente Antitoxin Prototypen hergestellt werden, von denen das A,B,E,F tBAT bzgl. Potenz charakterisiert wurde. Hierfür wurden 10 neue rBoNTi Toxoide erfolgreich konstruiert, charakterisiert und insgesamt 920 mg rBoNTi Toxoide hochrein hergestellt. Zehn indirekte ELISA-Methoden wurden entwickelt, die Methoden und Schlüsselreagenzien an Projektpartner WDT übergeben. Anti-BoNT Titer in Serumverlaufsproben wurde für alle Serotypen in allen Pferden nachgewiesen. Der MPN-Assay zur Quantifizierung von BoNT-neutralisierenden Antikörpern (MPN-BNA) wurde etabliert. Damit wurden BNAs für alle Serotypen in den zehn Rohserenpools nachgewiesen und die Potenz sowohl der vier F(ab‘)2 Serumkonzentrate A,B,E,F als auch des tetravalenten A,B,E,F Botulismus Antitoxin Prototyps quantifiziert. In zwei international hochranging besetzten, eintägigen Workshops an der MHH (09/2022) und Institut Pasteur (05/2025) diskutierten Experten und Stakeholder regulatorische Anforderungen für eine Zulassung des BATs in DE, FR oder EU, dem Bedarf an Antitoxindosen sowie der Logistik zur schnellen Bereitstellung des Antitoxins im Fall einer bioterroristischen Gefahrenlage. Das X-BAT Konsortium hat in Kooperation mit dem MHRA/NIBSC (UK) vier Botulinum Antitoxin Standards Typen A, B, E & F generiert und qualifiziert, welche seit 10/2025 für Labore im BoNT-Feld erhältlich sind (https://nibsc.org/). Die Ergebnisse des X-BAT Konsortiums wurden in der Projektlaufzeit durch den Sprecher an 12 internationalen Fachkongressen primär durch Vorträge dem Fachpublikum vorgestellt. Teilergebnisse des TV wurden bisher in drei hochrangigen peer-reviewed Originalartikeln sowie als Posterabstracts in Fachzeitschriften und Kongressbänden veröffentlicht. Weitere Originalartikel sind in Vorbereitung.