01. April 2022

Delta, Omikron – und dann?

Forscher hoffen auf universelle Impfstoffe – das sind die neuen Strategien

Die Virusvariante Omikron entzieht sich in Teilen der Immunantwort Geimpfter oder Genesener, und Durchbruchsinfektionen sind die Folge. Zwar versuchen forschende Hersteller, maßgeschneiderte Vakzine gegen die Variante zu entwickeln. Doch ihre Strategie kostet Zeit, und das Virus mutiert weiter. 1

Lesedauer: 3,5 Minuten

Forscher hoffen deshalb auf universelle Impfstoffe, die langfristig ein humorales und eine zelluläres Immungedächtnis hervorrufen. Doch der Weg ist steinig. Mehrere Experten geben auf Nachfrage des Science Media Center Germany (SMC) Einblicke in Strategien und erklären, wo Hürden zu erwarten sind 1.

Welche Designs führen zu universellen Impfstoffen?

„Ein vereinfachter Ansatz wäre die Einarbeitung von Oberflächenproteinen (Spikes) aus verschiedenen Varianten“, so Prof. Dr. Carlos A. Guzman vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), Braunschweig. Dies könne jedoch zu einem suboptimalen Schutz gegen Varianten führen, die neue Mutationen tragen, wie es bei Omikron zu beobachten sei.

„Alternativ können Impfstoffe Spikes zusammen mit anderen viralen Antigenen enthalten, die den Schutz fördern und kompensieren, wenn Viren mit stark mutierten Spikes auftauchen“, sagt Guzman.

Eleganter wäre jedoch, Mosaik-Spike-Proteine zu verwenden. Diese bestehen aus Proteinabschnitten verschiedener Varianten von SARS-CoV-2. Der Forscher bringt auch synthetische, am Computer errechnete Derivate von Spike-Proteinen in das Gespräch. Diese würden die Bildung breit neutralisierender Antikörper zu stimulieren – mit Wirkung gegen neue Varianten.

Welche Forschungsprojekte laufen gerade?

In den USA arbeitet das Walter Reed Army Institute an einem Protein-basierten Vakzin, das gegen mehrere Varianten schützen soll. Es besteht aus Ferritin, einem bekannten Protein, das normalerweise Eisen im Körper speichert. Über die molekulare Selbstorganisation entsteht daraus eine kugelförmige Struktur mit 24 Seiten, an denen je ein Spike-Protein chemisch gebunden wird.

In Tierversuchen schützt das experimentelle Vakzin vor zahlreichen Varianten von SARS-CoV-2, aber auch vor SARS-CoV-1; eine klinische Phase-1-Studie läuft.

Biochemiker an der Universität von North Carolina wiederum experimentieren mit chimären Spike-Proteine. Sie haben Abschnitte aus 3 unterschiedlichen Sarbecoviren kombiniert. Mäuse reagierten auf das Vakzin mit der Bildung entsprechender Antikörper.

Welche Schwierigkeiten sind bei der Entwicklung zu erwarten?

„Bisher war die Wahl des Antigens, also der zentralen Komponente eines Impfstoffs, vergleichsweise einfach“, erklärt PD Dr. Sebastian Ulbert vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI), Leipzig. Es habe ausgereicht, das Spike-Protein von SARS-CoV-2 oder die entsprechende genetische Information heranzuziehen.

„Bei einem universellen Coronavirus-Impfstoff muss die Entwicklung des zentralen Antigens neu aufgerollt werden“, so Ulbert weiter. „Je nach Ansatz muss die Sequenz des Antigens aus mehreren Viren zusammengesetzt oder es müssen verschiedene Proteine zusammengemischt werden.“ Im nächsten Schritt sei zu prüfen, ob die Immunantwort gegen unterschiedliche Viren aktiv sei – und zwar in ähnlichem Maße.

„All diese Punkte müssen in komplexen präklinischen und klinischen Studien untersucht werden, was die Entwicklung wesentlich aufwendiger, risikoreicher und letztendlich teurer macht“, gibt der Experte zu bedenken.

Welche Effekte sollten universelle Impfstoffe zeigen?

„Der individuelle Schutz sollte zunächst einmal im Vordergrund stehen, also der Schutz vor schweren Krankheitsverläufen und Tod“, erklärt Prof. Dr. Peter Kremsner vom Universitätsklinikum Tübingen.

Global betrachtet sei ein Schutz vor Infektion ideal, weil man damit ja die schweren Erkrankungen verhindere und gleichzeitig die Virusverbreitung stark eindämme.

Profitieren bereits Geimpfte ebenfalls vom universellen Vakzin?

Ulbert sieht große Chancen in universellen Vakzinen, unabhängig vom Impfstatus der Person: „Ein universeller Impfstoff bietet dem Immunsystem in aller Regel eine größere Vielfalt an Antigenen an. Daher kann der Schutz nochmals ausgeweitet werden auf neue Varianten, mit denen man sich später vielleicht einmal infiziert.“

Allerdings führe auch die wiederholte Gabe desselben Impfstoffs zu einer Diversifizierung der Immunantwort, so der Experte. „Das heißt, es werden bei einer späteren Infektion mit Virusvarianten Antikörper und T-Zellen gebildet, welche nach der Impfung noch nicht nachweisbar waren.“ Inwieweit sich diese Reaktion durch die Gabe eines universellen Impfstoffs noch verstärken lasse, sei bisher nicht klar.

Kremsner bewertet den Nutzen universeller Vakzine ähnlich: „Solche Impfstoffe könnten den Schutz natürlich noch einmal verstärken – und das mit einem einfachen Impfschema.“

Dieser Beitrag ist im Original auf Medscape.com erschienen.

  1. SMC: Suche nach einem universellen COVID-19-Impfstoff, 15. März 2022

Bildquelle: 207822200 © Luchschen, Dreamstime.com

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