Covid-19-Impfstoffe: Warum unterschiedliche Technologien wichtig sind
Alle in Entwicklung befindlichen Covid-19-Impfstoffkandidaten beruhen auf bereits bekannten Ansätzen
Wien, 26. November 2020. Viele weltweite gemeinsame Anstrengungen von Behörden, wissenschaftlichen Institutionen und der pharmazeutischen Industrie haben es möglich gemacht: Rund um den Jahrestag der ersten bekannten Covid-19-Fälle konnten Wirksamkeits- und Verträglichkeitsdaten aus Phase-III-Studien der ersten Impfstoffkandidaten veröffentlicht werden. Drei Impfstoffkandidaten sind im Rolling Review der europäischen Zulassungsbehörde. Erste Zulassungen könnte es noch dieses Jahr geben. Weitere werden vermutlich bald folgen. Damit könnte die Hoffnung der Behörden und der Industrie aufgehen, tatsächlich in absehbarer Zeit mehrere Impfstoffe zur Verfügung stellen zu können, die auf gänzlich unterschiedlichen Technologien basieren.
Neue Impfstoffe – alte Ansätze
„Neu ist die Entwicklung von Impfstoffen gegen Covid-19, die angewendeten Technologien sind allerdings bereits bekannt“, erklärt Mag.a Renée Gallo-Daniel, Präsidentin des Verbandes der Impfstoffhersteller (ÖVIH). „Es wurden ja bereits mit SARS und MERS erste Erfahrungen gesammelt, man konnte also bereits auf Basisforschung zurückgreifen.“ Außerdem kämen sogenannte Plattformtechnologien* zur Anwendung. Diese seien schon seit langem im Einsatz und würden normalerweise zur Herstellung von anderen Impfstoffen oder für Immuntherapien gegen Krebs verwendet (z.B. rekombinante Influenza-Impfstoffe). Der große Vorteil daran: Alle haben zumindest schon einmal ein klinisches Studienprogramm durchlaufen, was bedeutet, dass auch die Zulassungsbehörden bereits über entsprechende Dossiers dazu verfügen. Außerdem haben diese Plattformtechnologien in den bisherigen Studien bereits gezeigt, dass die damit hergestellten Impfstoffe gut verträglich sind und eine schützende Immunantwort hervorbringen können.
Gallo-Daniel betont: „Die Impfstoffhersteller und ihre Kooperationspartner konnten also zum Teil deswegen so schnell mit der Entwicklung von Impfstoffen gegen COVID-19 beginnen, weil es schon Erfahrungen mit ähnlichen Erregern gab und man sich auf bereits vorhandene Technologien stützen konnte“ und ergänzt: „Zurzeit sieht es so aus als hätten wir gleich zu Beginn mehrere Impfstoffe, die auf unterschiedlichen Technologien beruhen.“
Von Totimpfstoffen bis mRNA-Impfstoffen
„Bei den Covid-Impfstoffkandidaten sind im Wesentlichen drei Kategorien mit mehreren Unterkategorien zu unterscheiden“, erklärt Mag.a Sigrid Haslinger, Vizepräsidentin des ÖVIH. „Zum einen gibt es die sogenannten Totimpfstoffe, die man z.B. von den Influenza- oder FSME-Impfstoffen her kennt. Auf einer anderen Technologie basieren die sogenannten Vektorbasierten Impfstoffe. Diese Technologie ist zum Beispiel schon bei Impfstoffen gegen das Dengue-Fieber oder gegen Ebola zum Einsatz gekommen. Die dritte Kategorie sind die mRNA-Impfstoffe, die ebenfalls bereits vor Covid-19 entwickelt wurden und derzeit auch gegen Tollwut und Influenza in Erprobung sind.“
Totimpfstoffe: Impfstoffe mit abgetöteten Erregern oder Erregerbestandteilen
Gegen Covid-19 sind derzeit inaktivierte Ganzvirus-Impfstoffkandidaten oder rekombinante Protein Subunit-Impfstoffkandidaten in weit fortgeschrittener klinischer Entwicklung. Erstere sind seit Jahrzehnten bewährt. Um sie herzustellen, werden infektiöse Viren in Zellkulturen produziert, gereinigt und mit Hilfe von physikalischen oder chemischen Prozessen abgetötet. Damit sind sie anschließend nicht mehr infektiös.
Im Unterschied dazu enthalten rekombinante Protein Subunit-Impfstoffe keine vollständigen abgetöteten Erreger mehr, sondern nur kleine Teile davon. Bei den Covid-19-Impfstoffkandidaten wird die DNA mit dem Bauplan für das Spike-Protein z.B. in Baculoviren**-DNA eingebracht. In weiterer Folge transportieren modifizierte Baculoviren die neue DNA-Sequenz in Wirtszellen, die dann große Mengen des Antigens herstellen. Für den finalen Impfstoff werden diese gereinigt und mit einem Adjuvans (Wirkverstärker) verbunden.
Vektorbasierte Impfstoffe: Abgeschwächte Viren als Vehikel
Bei den vektorbasierten Impfstoffen nützt man ein anderes abgeschwächtes Virus dazu, einen harmlosen Teil der Erbinformation von SARS-CoV‑2 in einige wenige Körperzellen zu transportieren. Es gibt zwei Arten von Vektoren: vermehrungsfähige (replizierende rekombinante Virus-Vektoren) und nicht vermehrungsfähige (nicht replizierende rekombinante Virus-Vektoren). Im ersten Fall werden Masernviren als Transportmittel verwendet, im zweiten Fall Adenoviren. Beiden ist gemeinsam, dass der Körper nach dem Einbringen der Erbinformation von SARS-CoV‑2 das Antigen selbst herstellen muss, was in weiterer Folge eine Immunreaktion des Körpers hervorruft.
mRNA-Impfstoffe: Einschleusung von Bauplänen für Virusprotein
Vergleichsweise neu ist die mRNA-Technologie. Allein der Begriff führt leider immer wieder zu Missverständnissen und irrtümlichen Annahmen. Fest steht: Auch diese Technologie greift in das Erbgut des Menschen nicht ein. Der Zellkern, in dem sich die DNA befindet, bleibt völlig unverändert. Außerdem entstehen durch diese Impfstoffe keine vermehrungsfähigen Viren, sondern nur ungefährliche Bestandteile von SARS-CoV‑2.
Im Vergleich zu den anderen Impfstoffarten setzt diese Technologie schon eine Stufe früher an, denn die in den Impfstoffen enthaltene mRNA enthält nur den Bauplan für ein Virusprotein von SARS-CoV‑2. Sie wird mit Hilfe von Lipid-Nanopartikeln in die Zellen transportiert. Dort wird die mRNA als eine Art Blaupause verwendet, um das Virusprotein für begrenzte Zeit selbst herzustellen. Daraufhin kommt es wie bei allen anderen Impfstoffarten zu einer Immunreaktion des Körpers gegen dieses Virusprotein und dem Aufbau des Immunschutzes.
Positive Phase-III-Daten
„Die ersten positiven Phase-III-Daten haben gezeigt, dass gleich mehrere Technologien funktionieren und die entsprechenden Impfstoffe in den nächsten Monaten auch in Österreich zur Verfügung stehen könnten. Wir hoffen, dass dies – gemeinsam mit anderen Maßnahmen – der Anfang vom Ende dieser Pandemie sein wird“, zeigt sich ÖVIH-Präsidentin Gallo-Daniel überzeugt.
* eine Art Baukastenprinzip, bei dem gleiche Grundstrukturen und Technologien (Plattformen) verwendet werden und nur die erregerspezifische Komponente ausgetauscht wird.
**Baculoviren sind insektenpathogene Viren, d.h. sie infizieren ausschließlich Wirbellose, wie beispielsweise Insekten. Die genetische Information des Spike-Protein wird in das Baculovirus eingebracht und das Virus infiziert sodann Insektenzellen, die dann das Spike-Protein in großen Mengen herstellen.
Rückfragehinweis:
Mag.a Uta Müller-Carstanjen
FINE FACTS Health Communication
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