Genbasiert – Covid19-Impfstoffe der ersten Generation

Bei der Weltgesundheitsorganisation (WHO) gelistet sind mittlerweile 277 Kandidaten unterschiedlichster Covid-19-Impfstoffe (Stand 03.05.2021).[1] Neben Totimpfstoffen und Lebendimpfstoffen – konventionellen Ansätzen, die bereits seit Jahrzehnten angewendet werden – findet sich dort auch ein großer Anteil genbasierter Impfstoffe.

Dahinter stehen neuartige Impfstofftechnologien, die auf eine Veränderung genetischer Prozesse im menschlichen Körper abzielen.

In Form von mRNA-, DNA -oder Vektor-Impfstoffen werden dazu genetische Sequenzen in den Körper eingebracht, statt wie üblich abgeschwächte oder abgetötete Erreger. Diese drei neuartigen Impfstoff-Typen unterscheiden sich in der Art der genetischen Information und in der Form, wie diese in die Zellen der geimpften Person eingebracht werden sollen. Allen drei Konzepten gemeinsam ist die Herstellung der Impf-Antigene durch den Körper selbst.[2]

Bei DNA-Impfstoffen wird eine synthetische DNA-Sequenz des SARS-CoV-2-Virus injiziert, die bis in die Zielzellen gelangt und dort abgelesen wird. Der Organismus soll das fremde Antigen daraufhin selbst bilden. Eine unerwünschte Integration dieser synthetischen DNA in das Genom der geimpften Person kann jedoch nicht ausgeschlossen werden.[3] Bisher sind DNA-Impfstoffe lediglich in der Tiermedizin zugelassen.

Ein besseres Sicherheitsprofil soll der Einsatz von mRNA-Impfstoffen bieten, da die Boten-RNA („messenger RNA“) rasch abgebaut wird und nicht mit der DNA des Zellkerns kompatibel ist. Dazu wird synthetische mRNA mit einer Nano-Lipidhülle umgeben, um sie vor körpereigenen Enzymen zu schützen. Einmal in Zellen eingedrungen, wird dort entsprechend der mRNA das erwünschte Antigen produziert. Somit kommt die Bildung spezifischer Antikörper in Gang. Bislang gab es keinen mRNA-Impfstoff in der Humanmedizin, obwohl diese Technologie seit rund 30 Jahren bekannt ist.[4] Ursprünglich stammt der Ansatz der mRNA-Technologie aus der Krebstherapie, in der Anwendung als Impfstoff für gesunde Menschen ist jedoch zwingend ein deutlich höheres Sicherheitsprofil gefordert. Die Covid-19-Impfstoffe der Hersteller Biontech/Pfizer (Comirnaty) sowie Moderna zählen zu diesem Typ der mRNA-Impfstoffe.

Bei viralen Vektor-Impfstoffen hingegen wird ein gänzlich anderes, abgeschwächtes Virus als Transportmittel eingesetzt, um gezielt Erbinformationen von SARS-CoV-2-Viren in den Körper einzubringen. Auch hier soll die Produktion des Antigens in einem ersten Schritt und die entsprechende Immunantwort in einem zweiten Schritt körpereigen in Gang gesetzt werden. Dazu werden in der Covid-19-Impfstoffentwicklung aktuell Adenoviren, Pockenviren und Masernviren als Träger („Vektoren“) genutzt.[5] Da die DNA der Vektor-Viren vollständig injiziert wird, kann ein Einbau dieser Fremd-DNA in das menschliche Genom nicht ausgeschlossen werden. Hier bestehen die gleichen Bedenken wie bei den oben erwähnten DNA-Impfstoffen, nun jedoch auf die DNA der Trägerviren bezogen. Zugelassene Humanimpfstoffe mit Vektoren sind derzeit Ervebo (Ebola), Dengvaxia (Dengue) und Imojev (Japanische Enzephalitis). Die Covid-19-Impfstoffe der Hersteller AstraZeneca (Vaxzevria) sowie Janssen nutzen jeweils Adenoviren als Vektoren.

In der weltweiten Impfstoffentwicklung (siehe Artikel Teleskopierung / Rolling Review) war von Anfang an ein zeitlicher Vorsprung für die mRNA- und Vektor-Impfstoffe zu beobachten, weil sich die synthetische mRNA sowie die veränderten Vektoren sehr schnell in großen Mengen herstellen lassen.[6] Alle derzeit von der Europäischen Arzneimittel-Agentur (EMA) bewerteten Covid-19-Impfstoffe – der Hersteller BioNTech/Pfizer, Moderna, AstraZeneca und Janssen – befinden sich aktuell in einer bedingten Marktzulassung (conditional marketing authorization) für jeweils ein Jahr.

[1] WHO: Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines, Abruf am 03.05.2021, https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines

[2] Ärzteblatt: Genbasierte Impfstoffe: Hoffnungsträger auch zum Schutz vor SARS-CoV-2, 22.05.2020, https://www.aerzteblatt.de/archiv/214122/Genbasierte-Impfstoffe-Hoffnungstraeger-auch-zum-Schutz-vor-SARS-CoV-2

[3] Berliner Zeitung: Covid-19: Forscher warnt vor Impfung mit Erbsubstanz, 09.06.2020, https://www.berliner-zeitung.de/gesundheit-oekologie/ein-forscher-sagt-der-druck-der-oeffentlichkeit-auf-die-impfstoffentwickler-ist-zu-gross-li.84934

[4] Nature: mRNA vaccines – a new era in vaccinology, 12.01.2018, https://www.nature.com/articles/nrd.2017.243

[5] Die forschenden Pharma-Unternehmen: Impfstoffe zum Schutz vor Covid-19, der neuen Coronavirus-Infektion, 03.11.2020,https://www.vfa.de/de/arzneimittel-forschung/woran-wir-forschen/impfstoffe-zum-schutz-vor-coronavirus-2019-ncov

[6] RNA-Impfstoffe: der schnellste Weg zum Impfschutz gegen SARS-CoV-2?, 27.04.2020, https://www.sciencemediacenter.de/fileadmin/user_upload/Press_Briefing_Zubehoer/virPB_Transkript_RNA-Impfstoffe.pdf

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