Corona-Not macht erfinderisch

Die Notwendigkeit für eine Corona Impfung führt zu Fortschritten bei der Entwicklung neuer Impfstoff Arten. PIRO4D, Pixabay

Derzeit können Ärzte nur die Symptome der Covid-19 Erkrankung verringern, doch es wäre besser eine Infektion mit dem Virus zu verhindern. Deswegen versuchen Forscher weltweit einen Impfstoff zu entwickeln. Der Zeitdruck veranlasst einige von ihnen, an neuen, sogenannten mRNA-Impfstoffen zu arbeiten. Denn deren Entwicklung soll schneller vorankommen, und tatsächlich werden bereits mehrere verschiedene Impfstoffe getestet, wobei der erste deutsche Versuch letzte Woche genehmigt wurde. Doch was ist so anders an dem mRNA-Impfstoff, dass er schneller produziert werden kann?

Klassische Impfstoffe enthalten abgeschwächte/abgetötete Formen des Virus, die im Körper die gleiche Immunantwort hervorrufen wie der lebende Erreger, ohne jedoch die Krankheit zu verursachen. In neuen Ansätzen arbeiten Forscher an Impfstoffen, die genetisches Material des Virus enthalten. Nach der Injektion beginnen die Zellen einer geimpften Person, Teile der Virushülle zu bilden. Aber nur die Teile, die die Immunantwort auslösen.

Insgesamt laufen derzeit mindestens achtzig verschiedene Ansätze zur Entwicklung von Corona-Impfstoffen, und für einige von ihnen wurden bereits klinische Studien gestartet. Das deutsche Unternehmen Biontech hat nun ebenfalls die Genehmigung für eine Studie erhalten, in der zunächst die Sicherheit und Verträglichkeit des Impfstoffs an zweihundert gesunden Probanden getestet werden.

Wie funktioniert eine Impfung?

Ein Impfstoff muss einen bestimmten Teil des Virus enthalten, der die Immunantwort auslöst, dies ist das sogenannte Antigen. Es befindet sich an der äußeren Hülle und ist spezifisch für ein Virus. Spezialisierte Zellen produziert Antikörper, die genau dieses Antigen erkennen und das Virus für die Zerstörung durch Immunzellen markieren können. Und der Organismus behält einige der antikörperproduzierenden Zellen als eine Art Backup. Wenn der Eindringling den Körper tatsächlich befällt, kann das Immunsystem viel schneller reagieren und die Ausbreitung des Virus verhindern, wodurch auch die Symptome der Erkrankung verhindert werden. Somit ist eine Person gegen diesen Erreger immun. Diese normale Reaktion auf eine Infektion wird als adaptive Immunität bezeichnet und ein Impfstoff ahmt sie nach, so dass wir immun werden können, ohne vorher krank zu sein.

Was ist anders an den neuen Impfstoffen?

Grafik von Katrin Heidemeyer

Auch die mRNA-Impfung wird eine adaptive Immunität provozieren, aber die Wissenschaftler hoffen auf verkürzte Entwicklungszeiten. Denn die klassischen Methoden sind recht zeitaufwendig. Sie erfordern, dass das Virus im Labor vermehrt und für die jeweilige Injektion aufbereitet wird. Sie müssen das Virus also beispielsweise abtöten oder mittels Chemikalien abschwächen. Dies ist nicht nur für die anfängliche Entwicklung mit großem Aufwand verbunden, sondern auch für die Produktion der großen Chargen, die für die Immunisierung der Weltbevölkerung erforderlich sind. Die neue Methode umgeht die Arbeit mit dem Virus selbst und kann somit eine viel schnellere Impfstoffproduktion ermöglichen.

Für die Entwicklung der mRNA-Impfung mussten die Forscher zunächst den Bauplan des Virus, seinen genetischen Code, entschlüsseln. Der Impfstoff enthält die Teile des Bauplans, die für die Entwicklung der Virushülle und damit des Antigens nötig sind. Die Zellen der injizierten Person bilden diese äußere Schicht und dies wird die Immunreaktion auslösen. Diese Idee wurde dem Virus selbst gestohlen. Denn es kann sich nur vermehren, indem es seinen Bauplan in unsere Zellen injiziert und sie zwingt, ein neues, funktionierendes Virus aufzubauen, das uns krank macht.

Die Herausforderung bei dieser Methode ist, dass das genetische Material, die mRNA, sehr instabil ist und von allein nicht in unsere Zellen wandern kann. Daher ist die erste Hürde der Impfstoffentwicklung, ein geeignetes Trägermaterial zu finden. Sobald dies geschafft ist, kann die Produktion viel schneller sein als mit klassischen Methoden. Deshalb konzentrieren sich viele Forscher weltweit auf diesen Ansatz. Der erste Impfstoff dieser Art wurde von der US-amerikanischen Firma Moderna Therapeutics 42 Tage nach dem Entschlüsseln des genetischen Codes von SARS-CoV-2 entwickelt. Dies soll der kürzeste Zeitraum sein, in dem jemals ein Impfstoff entwickelt wurde und er befindet sich derzeit in Phase I der Zulassung. Aber auch andere Unternehmen, die hauptsächlich in den USA und in China situiert sind, haben bereits Impfstoffe zur Zulassung angemeldet.

Wie wird die Wirksamkeit eines Impfstoffs getestet?

Die Zulassung eines Impfstoffs läuft nach strengen Regeln in mehreren Testphasen ab, die sich bis zu 15 Jahre hinziehen können. Die Zeit haben wir in dieser Pandemie nicht. Doch es gibt es eine Debatte darüber, ob eine beschleunigte Zulassung ethisch vertretbar und sicher ist. Experten sind sich dennoch einig, dass es keinen anderen Weg gibt, um die Corona-Krise zu bewältigen.

Die Wirksamkeit des Impfstoffes wird normalerweise zuerst an Tieren getestet. Dieser Schritt wird nun übersprungen oder parallel zu den Sicherheits- und Verträglichkeitsversuchen am Menschen durchgeführt. Sie beginnen mit einer kleinen Anzahl von Teilnehmern in Phase I und erhöhen diese schrittweise bis zu Phase III, um selbst die seltensten Nebenwirkungen zu identifizieren. Darüber hinaus müssen sie die Wirksamkeit bestimmen. Doch wie macht man das? Bitten die Forscher Covid-19 erkrankte Patienten, die geimpften Testpersonen anzuhusten und warten dann ab, ob diese die Krankheit auch bekommt? Nein, stattdessen können sie Labortests durchführen, um Antikörper im Blut der Probanden nachzuweisen. Darüber hinaus bestimmen sie die Anzahl der Antikörper, da eine Mindestmenge erforderlich ist, um eine Immunität zu gewährleisten.

Die erste Corona Impfung

Die verschiedenen mRNA Impfstoff-Entwickler verfolgen leicht unterschiedliche Strategien. Sie arbeiten mit unterschiedlichen ​​Teilen des viralen Bauplans oder Trägermaterialien. Am Ende wird eines der Unternehmen das erste sein, das diese Art von Impfstoff jemals zugelassen hat. Und es wird dann möglich sein, Menschen schneller im großen Maßstab zu immunisieren, als dies mit den klassischen Methoden der Fall wäre.

Experten sagen jedoch, dass wir nicht damit rechnen können, dass dies noch im Jahr 2020 geschehen wird. Auch wenn das zunächst frustrierend ist, so hat diese Pandemie zumindest den Druck erzeugt, der die Impfstoff-Entwicklung auf ein neues Niveau gehoben hat. Und wir werden hoffentlich davon profitieren, indem wir eher früher als später einen Corona-Impfstoff erhalten.



Quellen

https://horizon-magazine.eu/article/five-things-you-need-know-about-mrna-vaccines.html Artikel vom 01.04.2020, Autorin Joanna Roberts, Einsicht 24.04.2020, 18:02 Uhr.

https://www.sueddeutsche.de/gesundheit/coronavirus-impfstoff-deutschland-biontech-1.4884844 Artikel vom 22.04.2020, Einsicht 24.04.2020, 18:32 Uhr.

https://www.statnews.com/2020/03/11/researchers-rush-to-start-moderna-coronavirus-vaccine-trial-without-usual-animal-testing/ Artikel vom 20.03.2020, Autor Damian Garde, Einsicht 25.04.2020, 16:59 Uhr.

https://www.statnews.com/2020/03/11/researchers-rush-to-start-moderna-coronavirus-vaccine-trial-without-usual-animal-testing/ Artikel vom 11.03.2020, Autor Eric Boodman, Einsicht 25.04.2020, 17:27 Uhr.

Jackson, N. A., Kester, K. E., Casimiro, D., Gurunathan, S., & DeRosa, F. (2020). The promise of mRNA vaccines: a biotech and industrial perspective. npj Vaccines5(1), 1-6.

Published by Katrin Heidemeyer

Katrin Heidemeyer ist Doktorandin im Bereich Biochemie an der Wageningen University and Research. Durch ihre Arbeit möchte sie das Wissen über die Spezifität von Hormon-Signalen in Pflanzen erweitern. Da ihre Interessen über Pflanzenbiologie hinausreichen, schreibt sie in ihrer Freizeit über diverse Themen. Von Ernährung zu Psychologie, der Neugierde sind keine Grenzen gesetzt.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

Create your website with WordPress.com
Get started