Angesichts der Erklärung von Präsident Obama zum „nationalen Notfall“, der durch den Ausbruch des H1N1-Virus verhängt wurde, widmet sich Surprising Science in dieser Woche der Geschichte und Wissenschaft der Impfstoffe und ihrer Bedeutung für die Bekämpfung von Viren und Krankheiten, einschließlich der Schweinegrippe.
Vor mehr als zwei Jahrtausenden in China oder Indien bemerkte jemand, dass Menschen, die an bestimmten Krankheiten litten und sich davon erholten, nie wieder infiziert wurden. In einem logischen Sprung versuchte die Person, die die Verbindung bemerkte, die Krankheit zu verhindern, indem sie sich selbst (oder vielleicht eine andere Person) mit etwas infiziertem Material inokulierte.
Diese Idee, die heute als Impfung bezeichnet wird, hat sich bis 1796 in der Geschichte herumgesprochen. Damals bemerkte ein englischer Arzt namens Edward Jenner, dass Milchmädchen selten Pocken hatten, obwohl sie häufig Blasen von Kuhpocken hatten, die sie von ihren Kühen gefangen hatten. Jenner dachte, dass die Kuhpocken die Frauen davon abhalten könnten, Pocken zu bekommen. Um seine Idee zu testen, nahm er Material aus der Kuhpockenblase einer Milchmagd und impfte den 8-jährigen James Phipps. Sechs Wochen später injizierte Jenner dem jungen Phipps die Pockenflüssigkeit. Phipps bekam keine Pocken.
Im Laufe der nächsten Jahrzehnte verbreitete sich die Pockenimpfung, die bis zum Ende des 19. Jahrhunderts üblich war. Zu dieser Zeit wurden von Louis Pasteur zwei weitere Impfstoffe gegen Milzbrand und Tollwut entwickelt. Im 20. Jahrhundert wurden Impfstoffe gegen mehr als ein Dutzend anderer Krankheiten entwickelt, darunter Kinderlähmung, Masern und Tetanus.
Lange nach Jenners erster Entdeckung würden Biologen herausfinden, wie Impfstoffe unser Immunsystem vorbereiten, um Infektionen abzuwehren:
Obwohl der ursprüngliche Pockenimpfstoff ein verwandtes Virus, Kuhpocken, verwendete, verwenden die meisten Impfstoffe eine geschwächte oder tote Form von Krankheiten, die sie verhindern sollen. Einige dieser Impfstoffe enthalten auch eine Substanz, die als Adjuvans bezeichnet wird und die Wirksamkeit des Impfstoffs erhöht. (Wissenschaftler haben letztes Jahr die Funktionsweise von Alaun, einer Art von Adjuvans, herausgefunden.)
Wenn der Impfstoff injiziert wird, erkennt das Immunsystem eine Person, dass es sich um eine Fremdsubstanz handelt. Immunzellen, sogenannte Makrophagen, verdauen den größten Teil des Fremdmaterials, behalten jedoch einen Teil bei, der dem Immunsystem hilft, sich daran zu erinnern. Diese identifizierenden Moleküle werden Antigene genannt, und Makrophagen präsentieren diese Antigene weißen Blutkörperchen, die Lymphozyten (die in zwei Typen vorliegen: T-Zellen und B-Zellen) in den Lymphknoten. Eine milde Immunantwort tritt auf und selbst nachdem das Impfmaterial zerstört ist, ist das Immunsystem für einen zukünftigen Angriff vorbereitet.
Wenn das nächste Mal eine Mikrobe mit diesen Antigenen in den Körper eindringt, sind die Lymphozyten bereit, die Mikrobe schnell als fremd zu erkennen. In diesem Fall bilden B-Zellen Antikörper, die die eindringende Mikrobe angreifen und sie zur Zerstörung durch Makrophagen markieren. Wenn die Mikrobe in Zellen eindringt, greifen T-Zellen diese infizierten Zellen an und zerstören sie, bevor sich die Krankheit vermehren und ausbreiten kann. Die Mikrobe wird besiegt, bevor sie im Körper Fuß fassen kann, bevor die Person krank wird.
Morgen - Impfwoche, Tag 2: Erfolgsgeschichten
