Die Corona-Pandemie beschleunigte die Fortschritte in der Impfstofftechnologie
Ein Großteil der Aufregung konzentriert sich auf mRNA-basierte Impfstoffe, die dieselbe Plattform verwenden wie die von Pfizer/BioNTech und Moderna entwickelten Covid-19-Spritzen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Impfstoffen, die in biologischen Systemen wie Hefe oder Hühnereiern hergestellt werden, werden mRNA-Impfstoffe chemisch synthetisiert, ähnlich wie die meisten Medikamente. "Das ist ein großer Fortschritt, weil es im Wesentlichen immer derselbe Syntheseprozess ist, was bedeutet, dass wir ihn skalieren können", sagte Prof. Sir Andrew Pollard, Direktor der Oxford Vaccines Group an der Universität Oxford.
Obwohl oft als neue Technologie verkauft, arbeiteten Unternehmen tatsächlich seit etwa 20 Jahren an mRNA-Impfstoffen, hauptsächlich im Zusammenhang mit Krebs. Die Pandemie lieferte jedoch die Finanzierung und die politische Macht, um diese Technologie über die Ziellinie zu bringen und ihren Wert bei Hunderten von Millionen Menschen zu beweisen.
Seitdem ist die Zahl der Studien zur Erforschung von mRNA-Impfstoffen für andere Krankheiten explodiert. Im vergangenen Monat startete das National Institute of Health in den USA Studien im Frühstadium von drei experimentellen mRNA-Impfstoffen gegen HIV. BioNTech führt bereits Versuche mit mRNA-Impfstoffen gegen Malaria, Gürtelrose und Influenza durch. Moderna testet auch mRNA-Impfstoffe gegen Grippe sowie RSV, Zika-Virus, Cytomegalovirus (eine der Hauptursachen für Geburtsfehler bei Kindern) und Nipah-Virus , eine potenzielle pandemische Bedrohung. Außerdem plant das Unternehmen in Zusammenarbeit mit Vertex Pharmaceuticals klinische Studien einer inhalativen mRNA-Therapie für Mukoviszidose .
Eine der unmittelbarsten Anwendungen ist jedoch wahrscheinlich Krebs. Im Dezember gab Moderna vorläufige Ergebnisse einer Studie seines mRNA-basierten Krebsimpfstoffs bei 157 Menschen mit Melanom, einem Hautkrebs, bekannt. Wenn es zusammen mit dem bestehenden Immuntherapeutikum Keytruda verabreicht wird, senkt es das Risiko, dass der Krebs stirbt oder wiederkehrt, um 44 % im Vergleich zur alleinigen Gabe von Keytruda. BioNTech plant außerdem, später in diesem Jahr eine Studie mit einem seiner Krebsimpfstoffkandidaten in England zu starten . Es wird erwartet, dass solche Impfstoffe bis 2030 einer großen Zahl von Patienten zugänglich sein werden .
Während mRNA-Impfstoffe gegen Covid unseren Zellen die genetischen Anweisungen zur Herstellung des Coronavirus-Spike-Proteins liefern, liefern mRNA-basierte Krebsimpfstoffe die Anweisungen zur Herstellung von Proteinfragmenten (Peptiden), die sich auf der Oberfläche der Krebszellen eines einzelnen Patienten befinden. "Es ist viel schwieriger, einen mRNA-basierten Impfstoff gegen Krebs zu entwickeln, als gegen eine Infektionskrankheit", sagte Dr. Anna Osborne, Senior Healthcare Analystin beim Pharmaunternehmen Citeline . "Wenn Sie an den Covid-Impfstoff denken, kann jeder einfach den gleichen Impfstoff erhalten. Bei Krebs ist jeder Impfstoff anders, weil er auf jeden einzelnen Menschen zugeschnitten werden muss. "Aber wir müssen die Erwartungen dämpfen, denn es ist immer noch sehr schwierig, diese personalisierten Impfstoffe herzustellen."
Melanom neigen auch dazu, leichter eine Immunantwort zu stimulieren, verglichen mit soliden Tumoren. "Es wird auch interessant sein zu sehen, ob sich diese Ergebnisse auf andere Krebsarten übertragen lassen", sagte Osborne. Abgesehen von Krebs ist ein zusätzlicher Vorteil von mRNA-Impfstoffen die Geschwindigkeit, mit der sie hergestellt werden können. Diese Schnelligkeit macht es im Kontext zukünftiger Pandemien besonders attraktiv.
Dies gilt auch für virale Vektorimpfstoffe – eine weitere relativ neue Technologie, die sich während der Covid-19-Pandemie mit dem Oxford/AstraZeneca-Impfstoff bewährt hat. "Bei viralen Vektorimpfstoffen haben Sie wahrscheinlich drei Monate Zeit, um Ihre Dosen zu erhalten. Wenn Sie die Anlage bereit haben, dauert es ungefähr sechs Wochen für einen RNA-Impfstoff", sagte Pollard.
"Wenn wir morgen eine Grippepandemie hätten, würde es mindestens sechs Monate dauern, bis wir Impfstoffe im großen Maßstab hätten, weil der größte Teil der Produktionskapazität in Eiern steckt. Wenn wir also die Grippe auf einige dieser neueren Technologien umstellen können, haben wir das Potenzial, viel besser auf eine Pandemie reagieren zu können."
Ebenfalls nützlich ist die Möglichkeit, das Immunsystem gegen mehrere Antigene abzustimmen, indem mRNAs für eine Reihe verschiedener Proteine gleichzeitig injiziert werden. Dies geschieht bereits im Rahmen einiger variantenspezifischer Covid-Impfstoffe. Dies zu erreichen, könnte jedoch aus anderen Gründen schwierig sein. "Bei den Covid-mRNA-Impfstoffen fühlten sich einige Menschen nach einer Impfung etwas unwohl und obwohl das nicht bedeutet, dass sie unsicher sind, könnte es bedeuten, dass die Menschen das nicht wirklich wieder haben wollen", sagte Prof Robin Shattock, Leiter des Future Vaccine Manufacturing Research Hub am Imperial College London. Eine Möglichkeit, diese Nebenwirkungen zu reduzieren, besteht darin, die Menge an mRNA zu reduzieren, die der Impfstoff enthält, aber die Einbeziehung von mRNAs, die auf mehrere Viren abzielen, könnte den gegenteiligen Effekt haben.
Andere Impfstofftechnologien haben infolge der Pandemie von einer erhöhten Finanzierung profitiert. Andere, wie z. B. auf Protein-Nanopartikeln basierende Impfstoffe, zielen darauf ab, das Immunsystem glauben zu machen, dass es auf ein ganzes Virus trifft, indem mehrere Proteinfragmente eines Virus – oder vieler Viren – auf Nanopartikeln angezeigt werden. Dr. Pamela Bjorkman, Assistenzprofessorin am California Institute of Technology, nutzt diesen Ansatz, um einen breit schützenden Coronavirus-Impfstoff zu entwickeln, indem sie Proteinfragmente mehrerer tierischer Coronaviren mit Pandemiepotenzial kombiniert.
Es ist auch unklar, ob mRNA-basierte Impfstoffe optimiert oder mit anderen Arten von Impfstoffen kombiniert werden können, um lebenslange Schutzreaktionen auszulösen, wie dies bei Impfstoffen auf der Grundlage ganzer toter Viren der Fall ist. Ebenfalls in Arbeit sind nadelfreie Impfstoffe, die virale Antigene schmerzlos durch winzige Mikronadeln, die an einem kleinen Pflaster befestigt sind, an Immunzellen in der Haut abgeben. Im Februar startete das australische Biotechnologieunternehmen Vaxxas eine Phase-1-Studie mit einem Impfstoffpflaster gegen die saisonale Grippe. Dies ist zusätzlich zu der bereits laufenden nadelfreien Covid-Impfstoffstudie.
Wenn mRNA stabilisiert und durch ein Pflaster verabreicht werden kann, würde dies die Notwendigkeit einer gefrorenen Lagerung beseitigen und könnte sogar ermöglichen, dass Impfstoffe zur Selbstverabreichung nach Hause geliefert werden.
Inzwischen investiert Cepi auch in die Entwicklung von "Virus-Familien-Impfstoffbibliotheken". Ein Hauptgrund, warum Covid-Impfstoffe so schnell entwickelt wurden, war, dass Wissenschaftler bereits Jahre damit verbracht hatten, die Spike-Proteine von Mers (Middle East Respiratory Syndrome) und saisonalen Coronaviren zu untersuchen und zu lernen, wie man diese Proteine für die Impfstoffentwicklung universell stabilisiert. Cepi arbeitet nun mit Impfstoffentwicklern zusammen, um geeignete Antigene für Viren zu identifizieren, die als hohes Risiko für zukünftige Pandemien gelten. Die Idee ist, diese mit einer Plug-and-Play-Impfstoffplattform wie mRNA oder dem viralen Vektor, der im Oxford/AstraZeneca-Impfstoff verwendet wird, zu verbinden und Vorversuche durchzuführen, um Sicherheits- und Immunogenitätsdaten zu sammeln. "Wenn Sie dieses Paket im Voraus erstellen, können Sie sofort loslegen, wenn ein neues Virus auftaucht, da Sie bereits an einem ähnlichen Virus in dieser Familie gearbeitet haben", sagte Dr. Melanie Saville, Executive Director für Impfstoffforschung und -entwicklung bei Cepi .
Covid-19 hat die Grundlage für all dies gelegt und könnte durchaus eine Ära der verbesserten globalen Gesundheit einleiten und sicherstellen, dass wir besser auf die nächste Pandemie vorbereitet sind. "Ich denke, dass wir in fünf bis zehn Jahren alle möglichen großartigen Optionen haben werden, weil die Leute weiterhin auf Grundlagenforschungsebene daran arbeiten werden", sagte Bjorkman. Die Pandemie war schlimm und für manche Menschen schrecklich. Aber das ist sicherlich ein Silberstreif am Horizont, für den es sich lohnt, dankbar zu sein.
agenturen/bnm
