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Protein-Vakzin: Das Ende der Impfstoff-Exklusivität? Das Corona-Vakzin, das sich die ganze Welt leisten kann

stern-Logo stern 07.04.2021 tpo
Corona-Impfung in Brasilien © Picture Alliance/Fabio Teixeira/ Corona-Impfung in Brasilien

Wissenschaftler arbeiten an einem Corona-Impfstoff, der den Markt auf den Kopf stellen könnte. Die Produktion ist unkompliziert und günstig, also perfekt für die Massenproduktion. Die Wissenschaftler machen vor allem ärmeren Ländern Hoffnung.

Im Kampf gegen die Corona-Pandemie schritt die Impfstoffentwicklung in einer nie zuvor dagewesenen Geschwindigkeit voran. Innerhalb von Monaten waren die ersten Vakzine marktreif – an Hunderten weiteren wird geforscht. Dabei geht es auch darum, einen Impfstoff zu finden, der in Massen produziert werden kann. Denn die bisher zugelassenen Impfstoffe haben ein Problem: Die Produktion ist aufwendig und teuer. Die hergestellten Mengen können den Bedarf der Welt noch nicht decken. Die Lösung könnte ein Protein-Impfstoff sein, der in den USA entwickelt wurde. Er macht sich ein altes Konzept zunutze. Erweist er sich als wirksam, könnte er den Verlauf der Pandemie maßgeblich verändern – vor allem in Entwicklungsländern.

Protein-Impfstoffe sind alles andere als neu. Sie verwenden Teile des Erregers, häufig Proteinfragmente, um eine Immunantwort auszulösen. Der Körper entwickelt Antikörper. Viele Grippeimpfstoffe sind auf Protein-Basis angelegt. Aufgrund ihres hohen Reinheitsgrads gelten sie als sehr sicher. Schon länger spielen diese Vakzine daher auch in der Impfstoffentwicklung gegen Sars-CoV-2 eine Rolle. Mehrere Impfstoffkandidaten werden bereits getestet, darunter das des US-Herstellers Novavax. Der Fokus dabei liegt auf dem Oberflächenprotein des Virus – dem Spike-Protein. 

Das Spike-Protein am Wandeln hindern

"Dieses Spike-Protein ist der Schlüssel für die Ausbreitung von Covid", erklärte US-Unternehmer Bill Gates kürzlich in seinen "GatesNotes". Das Oberflächenprotein ermöglicht es dem Virus, sich an menschliche Zellen zu klammern, um dann in die Zellen einzudringen. Das Problem: Das Spike-Protein, das zunächst eine tulpenähnliche Form hat, verändert sich, wenn es sich darauf "vorbereitet", mit einer Zelle zu verschmelzen, zu einer speerartigen Form. Das stellt die Wissenschaftler vor eine Herausforderung, denn Antikörper, die gegen die eine Proteinform wirken, funktionieren gegen die andere nicht. Die Entwickler des Protein-Impfstoffs NDV-HXP-S wollen ein Mittel dagegen gefunden haben. Die US-Forscher nutzen eine Technologie, die bereits im Kampf gegen das Mers-Virus, das ebenfalls ein Coronavirus ist, entwickelt wurde.

Das Spike-Protein besteht aus mehr als 1000 Bausteinen. Werden nur einige wenige dieser Bausteine durch die Aminosäure Prolin ersetzt, stabilisiert das die gewünschte Tulpenform des Proteins. Bewiesen haben die Forscher das schon vor Jahren. Damals hatten sie lediglich zwei Bausteine durch Prolin-Moleküle ausgetauscht, es entstand das modifizierte Spike-2P. Im Test mit Mäusen zeigte sich, dass diese daraufhin den Mers-Erreger gut abwehren konnten. Ein solches 2P-Protein wurde auch im Einsatz gegen Sars-CoV-2 entwickelt. In den Impfstoffen Biontech/Pfizer, Moderna und Johnson & Johnson ist der genetische Bauplan des Proteins bereits enthalten. Inzwischen haben die Wissenschaftler am 2P-Protein weitergearbeitet. Entstanden ist HexaPro, ein noch stabileres und widerstandsfähigeres Protein mit nicht mehr nur zwei, sondern sechs Prolinen.

Hoffnungsfunken für ärmere Länder

Interessant ist der Impfstoff auch, weil seine Herstellung im Vergleich zu den bereits zugelassenen mRNA- und Vektor-Impfstoffen wahrscheinlich wesentlich leichter und günstiger wäre – und das Vakzin auch in ärmeren Ländern produziert werden könnte. Diese erhalten aktuell nur Bruchteile des Impfstoffs und sind auf die Schützenhilfe wirtschaftsstarker Nationen angewiesen. Die internationale Initiative Covax soll dafür sorgen, dass die Vakzine global fair verteilt werden. So richtig rund aber läuft das bislang nicht.

Erst Ende März hatte der Chef der Weltgesundheitsorganisation Tedros Adhanom Ghebreyesus moniert, dass der weltweite Ansturm auf Impfstoffe die Lieferungen für die Initiative verzögert habe. Wie wichtig es für ein Ende der weltweiten Pandemie ist, dass in der Breite gegen Covid-19 geimpft wird, erläuterte Bill Gates. Der beste Weg zu verhindern, dass weitere Mutationen entstehen, sei  "Impfstoff an alle zu verteilen, die ihn brauchen, egal wo sie leben". Andernfalls müsse man mit der Möglichkeit leben, dass irgendwann ein weiterer Virusstamm auftauche, der gefährlicher sei als die bisherigen und auch resistent gegen die Impfstoffe.

Der Impfstoff NDV-HXP-S könnte im Gegensatz zu den bereits zugelassenen mRNA- und Vektor-Impfstoffen in Massen hergestellt werden. Im Raum stehen Mengen von mehr als einer Milliarde Dosen jährlich, die produziert werden könnten, wie die "New York Times" berichtet. "Das ist überwältigend - es wäre ein entscheidender Schritt", sagte Andrea Taylor, stellvertretende Direktorin des Duke Global Health Innovation Center dem gleichen Blatt.

Eier sollen es richten

Leere Versprechungen sollen das nicht bleiben. Es wurden bereits Lizenzvereinbarungen getroffen, die festlegen, dass 80 Länder mit niedrigem bis mittlerem Einkommen das für die Impfstoffe benötigte Protein kostenlos verwenden dürfen. Genutzt werden könnten dafür Produktionsstätten, die schon lange Grippeimpfstoffe in großen Mengen herstellen – und Hühnereier.

Die Produktion von Impfstoffen mithilfe von Hühnereiern gilt als verhältnismäßig unkompliziert und wird schon längst im großen Stil bei der Herstellung von günstigen Grippe-Vakzinen genutzt. So geht’s: Viren werden in die Hühnereier injiziert, wo sie vervielfacht werden. Später werden die Viren wieder extrahiert, inaktiviert oder abgeschwächt, verarbeitet und in Impfstoffen eingesetzt. Genau dieses Verfahren wollen die Wissenschaftler auch bei der Corona-Impfstoffherstellung nutzen. Erste Test-Ergebnisse seien vielversprechend.

"Ich kann ehrlich sagen, dass ich jeden Hamster und jede Maus auf der Welt gegen Sars-CoV-2 schützen kann", zitiert die "NYT" Peter Palese, Forschungsleiter an der Mount Sinai School of Medicine in New York. "Wir denken, dass dies eine Möglichkeit ist, einen billigen Impfstoff herzustellen." Und: Es werden verhältnismäßig wenige Viren für den Wirkstoff benötigt. Aus einem Ei könnten die Forscher fünf bis zehn Dosen NDV-HXP-S ziehen. Zum Vergleich: Beim Influenza-Impfstoff seien es ein bis zwei Dosen.

Weitere Studien zu dem Protein-Impfstoff sind laut New York Times in Thailand, Vietnam, Brasilien und Mexiko geplant. Noch befindet sich der Protein-Impfstoff in einem frühen Versuchsstadium. Ob er bei Menschen wirkt und irgendwann gegen Covid-19 eingesetzt werden kann, bleibt abzuwarten. Die erste Phase der klinischen Studie soll im Juli abgeschlossen sein. Ist diese weiterhin vielversprechend, wird die Entwicklung noch weitere Monate dauern.

Quelle: New York Times, Pharmazeutische Zeitung, Spiegel

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