17. April 2020

Interview

US-Virologe: „Wir brauchen Impfstoffe und Therapie“

Dr. Heinz Feldmann ist Leiter des virologischen Labors am National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), einer der wichtigsten US-amerikanischen Forschungseinrichtungen. Im Interview berichtet er über die Entwicklung von Impfstoffen, mögliche Therapien und die Entwicklung von Tiermodellen.

Lesedauer: 4 Minuten

Redaktion: Christoph Renninger

SARS-CoV-2 verbreitet sich weltweit, in den USA nehmen die Fallzahlen täglich deutlich zu. Was macht das Virus zu einer Gefahr?

Wenn man Viren als Pathogene betrachtet, spielen viele Faktoren eine wichtige Rolle. Zum einen die Transmission, die Übertragbarkeit. SARS-CoV-2 hat im Vergleich zu anderen Coronaviren eine relativ hohe Transmissibilität, ähnlich wie Influenzaviren.

Zum anderen die Pathogenität, die Fähigkeit eines Virus im Wirtsorganismus pathologische Reaktionen zu starten und Krankheitssymptome zu verursachen, sei es aufgrund der Virusvermehrung oder der Immunantwort des Wirts. SARS-CoV-2 hat, im Vergleich mit anderen Viren, wie etwa Ebola, eine geringere Pathogenität.

Allerdings sind die Todesfälle sehr hoch, was dadurch bedingt ist, dass sehr viele Menschen weltweit mit SARS-CoV-2 infiziert sind. Dieses Virus ist letaler als die normale Grippe, das ist keine Frage. Aber wie das Virus letztendlich in Sachen Pathogenität zu bewerten ist , kann erst dann entscheiden werden, wenn man weiß, wie viele Menschen weltweit infiziert sind.

Wir haben eine einzigartige, sehr beängstigende Situation weltweit. Wir wissen noch nicht, welche die Pathogenitätsfaktoren, zum Beispiel im Vergleich zu anderen Coronaviren, sind. Hierzu müssen noch viel Studien durchgeführt werden. Wir brauchen vor allem auch Tiermodelle, welche die Erkrankung im Menschen gut widerspiegeln.

Welche Tiermodelle könnten gut geeignet sein?

Die einfachsten Tiermodelle sind Nagermodelle, vor allem die Maus. Hier besteht allerdings das Problem, dass der Mausrezeptor [ACE2] mit dem Virus nicht optimal kompatibel ist. Mäuse können zwar infiziert werden, erkranken jedoch nicht. Mittlerweile gibt es transgene Mäuse, die den humanen Rezeptor exprimieren.

Solche Tiermodelle werden in Zukunft eines der primären Modelle darstellen, da es sehr viele Werkzeuge gibt, um mit Maussystemen zu arbeiten und immunologische Reaktionen zu untersuchen.

Weiterhin gibt es verschiedene Knock-Out-Mäuse, und auch Hamster, die immunkomprimiert sind, wodurch eine höhere Pathogenität zu erwarten ist, bedingt durch die genetische Konstellation. Weitere Optionen sind das Frettchen oder nicht-humane Primatenmodelle, wie Makaken, grüne Meerkatzen oder Neuweltaffen.

Je nach Fragestellung können unterschiedliche Modelle eingesetzt werden. Um tödlich ausgehende Infektionen zu studieren, wären eher letale Modelle erwünscht. Diese Modelle sind generell auch eher geeignet zur Entwicklung von Impfstoffen und antiviralen Therapien. Will man die Situation im Menschen analysieren, braucht man ein Tiermodell mit einer partiellen Letalität. Solche Modelle hätten gewisse Vorteile für die Entwicklung von Therapien, die auf die Wirtsantwort abzielen.  

Sie haben einen Ebola-Impfstoff entwickelt. Auf welchem Prinzip basiert dieser und wäre die Methode auf SARS-CoV-2 übertragbar?

Die Plattform, die wir für Ebola gewählt haben, basiert auf dem vesikulären Stomatitisvirus (VSV), welches weitläufig mit Ebola verwandt und in der Tiermedizin bekannt ist. Der virale Vektor repliziert im Wirt abgeschwächt und ruft so eine Immunität hervor.

Wir haben uns damals für den abgeschwächten Lebendimpfstoff entschieden, um einen schnellen Immunschutz zu erzielen. Ebola ist eine seltene tropische und subtropische Erkrankung, in der Industrie gab es wenig Interesse daran, entsprechende Impfstoffe herzustellen.

Das Prinzip des schnellen Immunschutzes hat für Ebola gut funktioniert und wurde bei den letzten beiden Ausbrüchen eingesetzt. Der Schutz durch Immunität tritt sehr schnell auf (7-10 Tage) und die Impfung kann, mit nur einer Vakzinierung, schnell eingesetzt werden.

Ob das auch für SARS-CoV-2 funktioniert, ist eine andere Frage. Wir und viele andere Arbeitsgruppen forschen an einem Impfstoff. Die Situation ist jedoch eine ganz andere als bei Ebola. Die ganze Welt ist betroffen und wir müssten flächendeckend immunisieren, auch immunkomprimierte Personen, bei welchen die Nebenwirkungen gravierender ausfallen können. Diese Art von Plattform ist eine Möglichkeit, aber vielleicht nicht die beste.

Welche weiteren Ansätze zur Entwicklung eines Impfstoffes werden verfolgt?

Es gibt vielfältige andere Plattformen und Systeme, die von der Sicherheit her betrachtet, vielleicht besser geeignet sind. Beispiele wären DNS- oder RNS-Vakzinierung und nicht replizierende Systeme.

Aber egal was für eine Plattform wir letztendlich verwenden, das Material muss schnell in großen Mengen hergestellt werden, es muss Sicherheitsauflagen erfüllen, und einen möglichst schnellen Schutz bringen. Das alles sind Faktoren, die nicht einfach zu bewerkstelligen sind.

Manche Ansätze sind schon weiter fortgeschritten und stehen hoffentlich auch in einer gewissen Zeit zur Verfügung.

In der Solidarity-Studie der WHO werden 4 Therapieansätze (Remdesivir, Lopinavir und Ritonavir (+Interferon-β) und (Hydroxy)Chloroquin) untersucht. Welcher ist für Sie am erfolgversprechendsten?

Welcher Ansatz am besten geeignet ist, müssen die klinischen Studien zeigen. Für eine effektive Therapie braucht man wahrscheinlich mehrere Komponenten in einer Kombinationstherapie. Es werden sicher auch noch weitere Optionen hinzukommen, da viele Gruppen an Therapieansätzen arbeiten.

Man muss die Therapieforschung parallel zur Impfstoffentwicklung sehen, wir brauchen beides.

Welche Maßnahmen werden derzeit in den USA verordnet, um die Ausbreitung zu verlangsamen?

Die Lage ist ähnlich wie in Deutschland und den meisten europäischen Ländern. In den meisten Bundesstaaten gibt es einen Lockdown, auch in Montana, obwohl hier nur vergleichsweise wenige Menschen betroffen sind.

Social distancing ist eine der Hauptkomponenten: Menschen werden angewiesen zu Hause zu bleiben, die meisten Geschäfte und Betriebe sind geschlossen. Auch wer an unserem Institut [National Institute of Allergy and Infectious Diseases] nicht mit Covid-19 arbeitet, ist angehalten von zu Hause zu arbeiten. Man will die Übertragung unterbinden und will die epidemiologische Kurve abflachen, um das Gesundheitssystem nicht zu überfordern.

In Sachen Covid-19-Fällen hinken die USA Europa zeitlich hinterher, die große Welle ist nach hinten verschoben. Wenn man sich New York und andere Ballungszentren anschaut, ist das natürlich eine Katastrophe. In ländlichen Gebieten sieht es besser aus.

Dr. Heinz Feldmann ist Leiter des virologischen Labors und des Bereichs Krankheitsmodelle und Transmission am National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) in Hamilton, Montana. Zu seinen Forschungsgebieten zählt die Entwicklung von Impfstoffen und antiviralen Medikamenten. Er entwickelte einen Ebola-Impfstoff und ist Berater der WHO für virale hämorrhagische Fieber und verwandte Erreger. Dr. Feldmann ist Mitglied mehrerer Fachgesellschaften und im Redaktionsbeirat verschiedener virologischer Fachzeitschriften.

Bildquelle: © Heinz Feldmann

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