Peptide sind kurze Proteinsequenzen. Infektiöse oder krankheitserregende Organismen verwenden Proteine zur Struktur oder zur Virulenz. Peptidimpfstoffe verwenden nur einen Teil eines Organismus, um eine Immunantwort auszulösen. Diese Art von Impfstoff findet Anwendung bei der Immunisierung gegen infektiöse Organismen, Allergene oder sogar Tumore.
Das Immunsystem erkennt im Allgemeinen die Proteine, die mit einem bestimmten krankheitserregenden Organismus assoziiert sind, um ihn gezielt zu zerstören. Diese erkennbaren Proteine werden Antigene genannt. Herkömmliche Impfstoffe verwenden lebende oder abgetötete Organismen, um die Reaktion des Immunsystems auszulösen, damit der Körper die Fremdsubstanz in Zukunft erkennen kann.
Peptide bestehen aus einer Abfolge von Aminosäuren, die die Bausteine von Proteinen sind. Ein Wissenschaftler identifiziert zuerst Teile eines Organismus, wie zum Beispiel Grippe, die das Immunsystem hervorrufen, und ermittelt dann die Sequenz des Antigens. Dann kann der Wissenschaftler ein identisches Peptid zu dem Abschnitt dieses Antigens aufbauen, der die beste Immunantwort hervorruft.
Impfstoffe rufen eine Immunantwort hervor, wenn die Zellen des Immunsystems des Körpers binden und darauf reagieren. Peptidimpfstoffe stimulieren diese Zellen nicht genau so wie ein herkömmlicher Impfstoff. Beispielsweise bewirkt ein Peptidimpfstoff nicht, dass eine Thymuszelle oder T-Zelle so stark reagiert wie andere Impfstoffe. Um dies zu bekämpfen, kann der Peptidimpfstoff an ein Trägerprotein gebunden werden, um die Zellinteraktion zu verbessern. Ein Wissenschaftler kann untersuchen, wie sich Rezeptoren in Zellen an das Antigen anlagern und synthetisch eine Sammlung von Peptiden mit leicht unterschiedlichen Sequenzen erstellen, um an so viele Zellen wie möglich zu binden und so die Immunantwort zu verstärken.
Peptidimpfstoffe haben gegenüber herkömmlichen Impfstoffen mehrere Vorteile. Der Impfstoff ist nur ein Teil eines infektiösen Organismus, daher besteht kein Risiko durch andere Virulenzfaktoren und Reaktionen auf andere Teile des Organismus. Peptide werden einfach und billig synthetisch hergestellt und sie werden nicht so leicht abgebaut. Ein Problem bei Peptidimpfstoffen besteht darin, dass die Antigenität des Zielorganismus manchmal auf die dreidimensionale Struktur des Antigens zurückzuführen ist, die im Labor schwer zu replizieren ist.
Viele infektiöse Organismen wie Influenza sind sehr variabel, sodass ein herkömmlicher Impfstoff möglicherweise regelmäßig gewechselt werden muss, um den aktuellen Stamm zu bekämpfen. Ein Peptidimpfstoff kann aus stabilen Bereichen eines hypervariablen Virus hergestellt werden, um eine Wirkung auf eine Vielzahl von mutierten Stämmen zu haben. Peptidimpfstoffe können auch eine Reihe von antigenen Peptiden enthalten, um den größtmöglichen Bereich von Antigenen abzudecken.
Ein Peptidimpfstoff hat auch eine potenzielle Anwendung bei der Regulierung einer Immunantwort auf Allergene und Autoimmunerkrankungen, bei denen der Körper fälschlicherweise seine eigenen Zellen angreift. Peptidimpfstoffe gegen das humane Immunschwächevirus (HIV) wurden ebenfalls untersucht. Diese Art von Impfstoff könnte auch in der Krebsbehandlung Anwendung finden, da die Peptide so konstruiert werden könnten, dass sie in Tumorzellen eindringen, damit das Immunsystem sie erkennt und zerstört.