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Coronavirus

Coronavirus: Der komplizierte Kampf gegen die Mutanten

  • Pamela Dörhöfer
    vonPamela Dörhöfer
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Die Forschung versucht, den ständigen Veränderungen im Erbgut des Coronavirus etwas entgegenzusetzen – und stößt auf immer neue Hindernisse. Wirken die Impfstoffe?

  • Mehrere Mutationen des Coronavirus erschweren den Kampf gegen die Pandemie.
  • Vor allem drei Mutanten bereiten Sorgen: die britische (B.1.1.7), die südafrikanische (B.1351) und die brasilianische (B.1.1.28.P.1).
  • Die große Frage: Wie wirksam sind die Impfstoffe gegen die Coronavirus-Mutanten?

Frankfurt - Mutationen von Sars-CoV-2 erschweren der Menschheit den Weg aus der Pandemie, denn sie unterlaufen Anstrengungen, Infektionen, um die daraus resultierende Krankheit einzudämmen. Wie kommt es zu solchen Mutationen, wie wirken sie sich auf die Impfung aus – und umgekehrt?

Zunächst: Genetische Veränderungen sind typisch für viele Viren, besonders dann, wenn deren Erbgut aus instabiler Ribonukleinsäure (RNA) besteht. Bereits zu einem frühen Zeitpunkt der Coronavirus-Pandemie setzte sich die erstmals in Europa aufgetretene Variante D614G durch, sie hat das ursprüngliche Virus aus Wuhan mittlerweile verdrängt. Derzeit bereiten vor allem drei Varianten Sorgen, sie werden nach dem Ort ihrer ersten Beobachtung als britische (B.1.1.7), südafrikanische (B.1.351) und brasilianische (B.1.1.28.P.1) Variante bezeichnet.

Unendliche Möglichkeiten? Bei Bioscientia in Ingelheim werden Gensequenzen des Virus analysiert.

Coronavirus-Mutationen sind ansteckender als das bisherige Virus

Sie unterscheiden sich durch mehrere Mutationen an den Genen für das Spike-Protein, mit dem das Coronavirus sich an menschliche Zellen heftet. Alle drei Varianten sind ansteckender als das bisherige Virus; ob sie sich auch auf den Krankheitsverlauf auswirken, dazu gibt es konträre Auffassungen in der Wissenschaft.

Eine vierte Variante, Cal.20 C, wurde zudem in Kalifornien entdeckt. Laut dem Medizinportal DocCheck soll sie mittlerweile für mehr als die Hälfte aller Infektionen in Los Angeles und für den starken Anstieg der Infektionen im Süden des US-Bundesstaats verantwortlich sein.

Südafrika impft nicht mehr mit Vektorimpfstoff von Astrazeneca

Für die einander sehr ähnlichen Varianten aus Südafrika und Brasilien zeichnet sich ab, dass die derzeit verfügbaren Impfstoffe nicht mehr so gut wirken; je nach Vakzin könnten die Einbußen unterschiedlich hoch ausfallen. In Südafrika wird deshalb vorerst nicht mehr mit dem Vektorimpfstoff von Astrazeneca geimpft. Eine Studie hatte gezeigt, dass das Vakzin bei einer Infektion mit der südafrikanischen Variante nur noch schwach vor milden bis moderaten Verläufen schützt.

Im Labor zeigten auch die mRNA-Impfstoffe von Biontech/Pfizer und Moderna eine reduzierte Schutzwirkung gegen die südafrikanische Variante. Ob sie in der Praxis ausreichen würde, lässt sich schwer beurteilen, da Versuche in vitro nur bedingt aussagekräftig sind. Auch eine natürliche Infektion mit dem ursprünglichen Virus scheint nicht vor der südafrikanischen und der brasilianischen Variante zu schützen, denn in beiden Ländern kam es bereits zu Reinfektionen.

Britische Coronavirus-Mutante empfindlich gegen Immunantwort durch Impfstoffe

Die britische Variante hingegen scheint noch empfindlich genug gegen die von den Impfstoffen hervorgerufene Immunantwort zu sein. Beunruhigend klingt allerdings, was das „Ärzteblatt“ am Mittwoch berichtete: Demnach wurde ausgerechnet jene Mutation, die bei der südafrikanischen und brasilianischen Variante für den schlechteren Impfschutz sorgt, nun auch in der britischen Variante gefunden und bei mittlerweile 21 Infizierten nachgewiesen.

Der Virologe Jonathan Stoye vom Francis Crick Institute in London könnte sich vorstellen, dass diese Mischvariante durch spontane Mutationen oder durch den Austausch von Virusgenen in einem Menschen entstanden ist, der mit beiden Varianten infiziert war.

Mutationen des Coronavirus wirken sich auch auf Therapie aus

Konsequenzen haben die genetischen Veränderungen des Coronavirus nicht nur für die Impfung, sondern auch für eine Therapie mit Antikörper-Medikamenten, von denen Bundesminister Jens Spahn Ende Januar 200 000 Dosen zum Preis von 400 Millionen Euro gekauft hat. Wie Hartmut Hengel, Leiter des Institutes für Virologie am Universitätsklinikum Freiburg, sagt, haben diese Antikörper der Firmen Regeneron und Eli Lilly „Wirkungseinbußen gegen verschiedene Varianten“.

Wie die Behandlung mit Antikörpern aus dem Blutplasma Genesener, aber auch mit dem antiviralen Medikament Remdesivir versagte, musste das Personal eines Krankenhauses in Cambridge bei einem 70-jährigen Covid-Patienten mit schwerem Verlauf erleben. Sein Zustand verschlechterte sich trotz der Therapie so stark, dass er starb. Forscher:innen des University College London sahen bei diesem traurigen Fall zudem eine in der Wissenschaft verbreitete Vermutung bestärkt.

Coronavirus-MutationMutmaßliche Eigenschaft
Britische Variante B.1.1.7.Erhöhte Übertragbarkeit
Südafrikanische Variante B.1.351Wirksamkeit der Impfstoffe könnte beeinträchtigt sein
Brasilianische Variante B.1.1.28Mögliche Resistenz gegen Corona-Antikörper

Mutationen des Coronavirus vor allem für Immungeschwächte gefährlich

Sie beobachteten, wie sich in dem immungeschwächten Patienten – er hatte wegen Lymphdrüsenkrebs kürzlich eine Chemotherapie erhalten –gleich mehrere Virusmutationen entwickelten. Vor allem eine der dabei gebildeten Varianten entzog sich der Therapie durch die Antikörper. Schon seit längerem existiert der Verdacht, dass es in immungeschwächten, über Wochen und Monate Infizierten zu genetischen Veränderungen des Erregers kommen kann. Wird dann jemand mit Antikörpern behandelt, könnte es passieren, dass sich vor allem jene Mutanten vermehren, denen das Medikament nichts anhaben kann. Die Forscher:innen raten deshalb zur Vorsicht bei der Gabe von Antikörpern als Therapie von Covid-19. Sie betonen aber auch, dass dieser Effekt bei Menschen mit normal funktionierendem Immunsystem nicht zu erwarten sei.

Diskutiert wird überdies die Möglichkeit, dass eine ungenügend wirksame Impfung einen ähnlichen Effekt haben und das Entstehen von Mutationen befördern könnte. Das wäre dann vorstellbar, wenn nach der ersten Dosis der Impfschutz noch ungenügend ist oder aber die Impfung insgesamt nicht ausreichend schützen würde.

Wie können Impfstoffe fitter gegen die Coronavirus-Mutationen gemacht werden?

Es handelt sich bei diesem Szenario um ein theoretisches Risiko, das weder bewiesen noch widerlegt ist. Auf den Seiten des Robert Koch-Instituts steht dazu: „Aus anderen Virussystemen ist bekannt, dass Teilimmunität, die weitere Virusvermehrung zulässt, unter Umständen rascher zur Selektion von sogenannten Immunescape-Mutationen führen kann.“ Diese Passage ist als eine Begründung dafür zu lesen, warum bei den mRNA-Impfstoffen der Abstand zwischen der ersten und zweiten Dosis nicht verlängert werden sollte.

mRNA-Impfstoffe sollen sich relativ einfach durch das Austauschen der veränderten Sequenzen der Ribonukleinsäure an mutierte Erreger anpassen lassen. Allerdings müssen auch diese dann neuen Vakzine in (wenn auch vermutlich kleineren und kürzeren) klinischen Studien getestet werden, bevor sie eine Zulassung bekommen. Denn diese gilt nur für die aktuell eingesetzten Impfstoffe. Astrazeneca und die Universität Oxford prüfen derzeit, wie sie ihren gemeinsamen Vektorimpfstoff fitter gegen die bekannten Varianten machen können.

Weiterer Impfstoff bietet Hoffnung im Kampf gegen die Coronavirus-Pandemie

Anlass zur Hoffnung gibt ein gänzlich anders funktionierender Impfstoff, den ein Forschungsteam des California Institute of Technology entwickelt hat. Er soll vor gleich mehreren, auch künftigen Coronaviren schützen. Wie das Ärzteblatt berichtet, basiert er auf einem Gerüst aus einem Nanopartikel, das 60 Proteine trägt. Auf diesen wiederum sollen wie mit einem Klettverschluss Spike-Proteine verschiedener Coronaviren befestigt werden können. In Versuchen mit Mäusen soll das Vakzin die Tiere sogar vor solchen Coronaviren geschützt haben, die gar nicht Bestandteil des Impfstoffs waren. Theoretisch, heißt es in dem Bericht, ließe sich das Vakzin bereits in der jetzigen Pandemie einsetzen. Dafür allerdings müsste es sich auch in klinischen Studien mit Menschen bewähren. (pam)

Rubriklistenbild: © KAI PFAFFENBACH/rtr

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