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Corona-Impfung: Warten auf den universellen Schutz

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Von: Pamela Dörhöfer

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Künftige Impfstoffe sollen sich nicht nur gegen eine Version des Spike-Proteins richten – und einige sollen sogar ganz ohne Spritze auskommen. Getty
Künftige Impfstoffe sollen sich nicht nur gegen eine Version des Spike-Proteins richten – und einige sollen sogar ganz ohne Spritze auskommen. © Getty Images

Weltweit arbeiten Forschungsteams an Impfstoffen gegen verschiedene Varianten von Coronavirus / Bei Biontech/Pfizer sollen die klinischen Tests bald beginnen

Frankfurt am Main – Die auf die Omikron-Variante BA.1 zugeschnittenen Impfstoffe der verschiedenen Hersteller sind noch nicht zugelassen, da ist das Coronavirus längst weiter mutiert. Aktuell dominieren die Subtypen BA.4 und BA.5 das weltweite Infektionsgeschehen – doch die nächste Variante ist bereits im Anmarsch: BA.2.75, ebenfalls ein Omikron-Subtyp, wurde gerade erst in Indien identifiziert und ist bereits in Deutschland angekommen. Was man bisher über BA.2.75 weiß: noch mehr Mutationen, davon acht gegenüber BA.2 am Spike-Protein, möglicherweise noch ansteckender – das Wissenschaftsmagazin „Science.thewire“ schreibt von einem „extrem schnellen Wachstum“. Bislang sieht es so aus, als könne die Entwicklung angepasster Vakzine kaum Schritt halten mit der des Virus.

Auch wenn die Hersteller darauf hinweisen, dass ihre neuen Booster gegen BA.4. und BA.5 wirken (wie gut, ist allerdings ungewiss): Wirklich beenden ließe sich diese suboptimale Lage nur durch einen Universalimpfstoff. Einen, der einen breiteren Schutz vor verschiedenen und möglicherweise künftigen Varianten von Sars-CoV-2 bietet. Der eventuell auch noch andere Coronaviren umfasst, teilweise sogar solche, die bislang nur in Tieren vorkommen, aber irgendwann auf Menschen überspringen könnten. Der idealerweise nicht nur vor schwerer Erkrankung schützt, sondern auch vor Infektion – und das nicht nur einige Monate lang.

Daran gearbeitet wird bereits, mit unterschiedlichen Technologien. Ein gemeinsamer Nenner vieler Ansätze ist der weitgehende Abschied von der Fixierung auf nur ein Spike-Protein, denn ausgerechnet diese als Antigen genutzt Andockstelle des Virus war bisher von besonders vielen Mutationen betroffen. Wie schwierig die Entwicklung eines Universalimpfstoffs gegen einen sich oft verändernden Erreger allerdings ist, zeigen Erfahrungen aus der Influenza-Forschung. Dort versucht man seit Jahrzehnten vergeblich, ein solches Vakzin herzustellen.

Neue Corona-Impfstoffe: Wirksam auch gegen Mers

Zu den Teams, die an universellen Corona-Impfstoffen arbeiten, gehören auch Biontech/Pfizer. Wie die Nachrichtenagentur Reuters berichtet, wollen das Mainzer Unternehmen und sein Partner aus den USA in der zweiten Jahreshälfte damit beginnen, „Impfungen der nächsten Generation, die vor einer Vielzahl von Coronaviren schützen“, an Menschen zu testen. Diese „Pan-Corona-Impfstoffe“ zielen nicht nur auf Sars-CoV-2 samt Varianten, sondern auch auf andere Coronaviren wie Sars-CoV-1, das 2002/2003 eine Pandemie ausgelöst hatte, oder Mers, das 2012 identifiziert wurde und bislang nur auf der Arabischen Halbinsel aufgetreten ist.

T-Zellen statt Antikörper

Daneben arbeiten die beiden Pharmafirmen auch an Impfstoffen, die stärker als bisher die T-Zellen stimulieren und eine zelluläre Immunität aufbauen sollen. Die aktuellen mRNA-Impfstoffe regen vor allem die Bildung von Antikörpern an. Diese richten sich direkt gegen die Viren, während T-Zellen von Viren befallenen Zellen ausschalten. Laut Reuters ziele dieser Ansatz darauf, gewappnet zu sein, sollte Sars-CoV-2 in einer Weise mutieren, die es krankmachender werden lässt. In der Wissenschaft gibt es die Hypothese, dass vor allem T-Zellen für den Schutz vor schwerer Erkrankung verantwortlich sind.

Am Uni-Klinikum Tübingen entwickelt eine Gruppe um die Immunologin Juliane Walz ebenfalls einen Corona-Impfstoff, der T-Zellen aktivieren soll. Ausgangspunkt dafür war, Menschen, die nicht genug Antikörper bilden, einen Immunschutz zu bieten; dazu zählen unter anderem viele Krebskranke. CoVac-1, so der Name, ist ein peptidbasierter Impfstoff, der Bestandteile verschiedener Virusproteine enthält. Anders als die aktuellen mRNA- und proteinbasierten Vakzine greift er Sars-CoV-2 damit nicht nur am Spike-Protein an, sondern an mehreren Stellen, und soll vor allen bislang bekannten Varianten schützen.

Varianten von sars-Cov-2

Seit dem Auftauchen des Virus in Wuhan Ende 2019 ist Sars-CoV-2 zigfach mutiert. Viele Veränderungen blieben folgenlos, manche hingegen wirkten sich gravierend auf bestimmte Eigenschaften des Erregers aus – machten ihn infektiöser und/oder ermöglichten es ihm, dem Immunschutz durch Impfung oder Infektion zu entgehen. Solche Varianten werden als „besorgniserregend“ eingestuft.

Besorgniserregende Varianten seit dem Wuhan-Virus waren die auf ihn folgende Alpha-Variante, die Mitte 2021 von Delta abgelöst wurde, welche dann Ende 2021/Anfang 2022 wiederum von Omikron verdrängt wurde. Beta und Gamma gelten zwar ebenfalls als besorgniserregend, konnten sich aber weltweit nicht durchsetzen.

Aktuell breiten sich BA.5 und BA.4 stark aus, beide haben sich nicht aus BA.1, 2 oder 3 entwickelt, sondern aus einem gemeinsamen Omikron-„Vor- fahren“. Bisher ist das Virus eher weniger krankmachend, aber viel übertragbarer geworden: BA.5 gilt als so ansteckend wie die Masern. (pam)

Mehr als nur ein Spike

Bereits an Menschen getestet wird ein universeller Impfstoffkandidat, den das Walter Reed-Army-Institute in den USA entwickelt. Dort haben die Forschenden ein komplexes Konstrukt „gebastelt“: Es basiert auf dem Eiweiß-Molekül Ferritin als Träger. Dieses Ferritin formt sich zu einem kugelförmigen Gebilde mit 24 Seiten. An jeder davon lässt sich ein Spike-Protein einer Virusvariante chemisch anheften, so dass das Vakzin 24 verschiedene Antigene enthält. In Tierversuchen soll der Impfstoff eine breite Antikörperantwort gegen mehrere Varianten von Sars-CoV-2 sowie auch gegen Sars-1 hervorgerufen haben.

Ein Team der Universität von North Carolina wiederum arbeitet mit mRNA-Technologie, kreiert aber ebenfalls ein künstliches Gebilde aus chimären Spikes. Dahinter verbirgt sich eine Kombination von Bestandteilen verschiedener Spike-Proteine, einige davon entsprechen denen bekannter Coronaviren, andere wurden so konstruiert, wie es die Forschenden bei künftigen Varianten erwarten. Nicht auf mehrere Spikes, sondern auf unterschiedliche Proteine setzt das US-Unternehmen ImmunityBio: Es verwendet neben dem Spike-Protein das Nucleocapsid (N)-Protein, das weniger stark Mutationen unterliegt. Außerdem wird ein Vektor eingesetzt, um den Impfstoff an Ort und Stelle im Körper zu schleusen, in diesem Fall ein humanes Adenovirus 5.

Forschende der Ohio State University spannen in einer Kooperation mit dem Unternehmen BioVaxys Technology den Bogen ganz weit und wollen einen „Pan-Sarbeco-Virus-Impfstoff“ schaffen. Er soll vor Sars-CoV-2 und anderen Sarbecoviren (eine Untergattung der Coronaviren) schützen, darunter auch Erreger, die bislang nur in Fledermäusen oder Pangolinen vorkommen.

Nasale und orale Impfstoffe

Der nachlassende Schutz vor Varianten ist eine Schwachstelle der existierenden Impfstoffe, die mangelnde sterile Immunität eine andere. Bislang verhindern die Vakzine Infektionen nur für eine relativ kurze Zeit. Das hat damit zu tun, dass Sars-CoV-2 als respiratorisches Virus zuerst die oberen Atemwege befällt, sich die nach der Impfung gebildeten Antikörper aber nicht in großer Zahl in den Schleimhäuten von Nase und Rachen befinden. Deshalb können sie bei einem weiteren Vordringen des Virus in den Körper zwar eine schwere Erkrankung verhindern, nicht jedoch eine Infektion und bei Omikron auch keinen erkältungs- oder grippeartigen Verlauf.

Mit einem Impfstoff, der in die Nase appliziert wird, etwa in Form eines Sprays oder mit einer Pipette, wäre es möglich, Sars-CoV-2 direkt an der Eintrittspforte abzufangen. Die sofort einsetzende lokale Immunreaktion würde nicht nur eine Ausbreitung der Viren im Körper vereiteln, sondern auch die Ansteckung anderer Menschen.

Dass das grundsätzlich funktionieren kann, zeigen Versuche mit Hamstern, von denen das britische Wissenschaftsmagazin „The Conversation“ berichtet. Demnach waren Tiere, die den (existierenden) Corona-Impfstoff von Astrazeneca in die Nase verabreicht bekamen, besser geschützt als jene, denen er in den Muskel gespritzt wurde. Ein potenzielles Problem in der Praxis könnte allerdings die richtige Dosierung darstellen. So wäre es möglich, dass eine verstopfte Nase oder ein Niesen nach dem Verabreichen die Menge verringert.

Nach Angaben der „Public Library of Science“ (PLOS) gab es Stand Ende März dieses Jahres 73 Forschungsprojekte zu nasalen oder oralen Corona-Impfstoffen (die orale Verabreichung ist ein anderer Weg, die Schleimhäute zu erreichen). 40 Prozent davon werden in den USA entwickelt. Sechs Schleimhaut-Impfstoffe durchlaufen eine klinische Phase-3-Studie, die letzte vor dem Zulassungsantrag. Ein nasales Vakzin wird sogar bereits eingesetzt, im Iran, wo es auch entwickelt wurde und nun als dritte Dosis gegeben wird. (Pamela Dörhöfer)

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