Wann wird es einen Impfstoff gegen das neuartige Coronavirus geben?
Bild: Shutterstock/Tero Vesalainen
Ein Impfstoff gegen SARS-CoV-2 würde schlagartig alles ändern: Er könnte die Ausbreitung des Virus stoppen und das Leben normalisieren. Eine Orientierung, wo wir stehen, wie es weitergeht – und wann ein Impfstoff verfügbar sein könnte.
In mehr als 40 Impfstoffprojekten arbeiten Forscher auf der ganzen Welt derzeit mit allen Mitteln daran, ein wirksames Mittel gegen das neuartige Coronavirus zu finden. Denn ein Impfstoff ist der heilige Gral, mit dem sich die Pandemie schlagartig bremsen ließe. Risikopatienten und medizinisches Personal könnten zuerst geimpft werden. Damit wären die größten Probleme der Pandemie gelöst. Die entscheidenden Fragen sind deshalb: Wo stehen wir bei der Impfstoffentwicklung? Und wie lange wird es noch dauern, bis ein Mittel für die breite Bevölkerung bereitsteht?
Um zu verstehen, was die Forscher in den Laboren weltweit gerade suchen und versuchen, ist es wichtig, das Wirkprinzip einer Impfung zu kennen: Man führt einem Menschen eine Substanz zu, die dem Erreger, vor dem geschützt werden soll, ähnelt. Das kann zum Beispiel der abgetötete Erreger sein, oder Bruchteile. Das Immunsystem „lernt“ die Struktur des Fremdkörpers, merkt sie sich und produziert spezifische, hochwirksame Antikörper. Wenn es dann zu Kontakt mit dem tatsächlichen Erreger kommt, kann der Körper direkt darauf reagieren und eine Infektion verhindern.
Bei der Entwicklung eines Impfstoffs gegen SARS-CoV-2 gibt es heute vor allem drei Ansätze:
- Virus-Fragmente: Führt man dem Körper Fragmente des Virus zu, „lernt“ das Immunsystem, wie bestimmte Oberflächenmoleküle des Virus aussehen. Die Patienten entwickeln eine Immunität.
- Vektor-Impfstoffe: Hier werden Fragmente des Erbmaterials von SARS-CoV-2 in andere, abgeschwächte Viren gebracht. Das können etwa Masern- oder Influenzaviren sein. Weil sie nur als Vehikel dienen, um das SARS-CoV-2-Erbgut in den Menschen zu bringen, werden sie auch Vektor-Viren genannt. Die Körperzellen nehmen die Erbinformationen in die Zelle auf, und der Körper entwickelt eine Immunität gegen das Virus.
- Nukleinsäuren: Hier werden dem Menschen Nukleinsäuren – RNA oder DNA – des Virus verabreicht, die als Bauanleitung für Moleküle dienen. Die Fragmente werden von den Körperzellen aufgenommen und in Proteine übersetzt. Diese Virus-Proteine lösen dann die Immunisierungsreaktion aus. Das Immunsystem lernt, wie diese Oberflächenmoleküle des Virus aussehen, und der Mensch wir immun.
Coronaviren unter dem Elektronenmikroskop. Bild: HZI
Zurzeit forschen laut Weltgesundheitsorganisation WHO mehr als 40 Gruppen weltweit an einem dieser drei Ansätze, oft arbeiten mehrere Privatunternehmen und Forschungsinstitutionen zusammen. Und die Politik gibt Geld: Die EU hat zum Beispiel dem Tübinger Unternehmen CureVac, das einen Impfstoff finden will, erst kürzlich 80 Millionen Euro Fördergeld zugesagt, damit es seine Produktionskapazität ausbauen kann. CureVac und die Mainzer Firma BioNTech arbeiten an einem Impfstoff auf RNA-Basis. Diese Impfstoffe ließen sich schnell und in großen Mengen im Labor produzieren. „Wenige Kilogramm mRNA würden ausreichen, um Millionen Menschen zu impfen“, betont Ugur Sahin, Gründer und Vorstandschef von BioNTech.
Es ist also einiges in Bewegung in Richtung Impfstoff. „Insgesamt ist es beeindruckend, was in diesem Bereich der Wissenschaft gerade passiert. Ich habe große Hoffnung, dass mindestens einer der Ansätze in der Impfstoff-Entwicklung funktionieren wird. Durch die vorangegangenen Arbeiten an den anderen Coronavirus-Erkrankungen SARS und MERS kennt man bereits die Komponente des Virus, die eine sehr gute Immunantwort auslöst“, sagt Melanie Brinkmann, Virologin am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung.
Doch die Forschung lässt sich mit Aufwand und Geld nur wenig beschleunigen. Denn einen Impfstoff zu entwickeln, braucht nun einmal Zeit. Das hat verschiedene Gründe, die ersichtlich werden, wenn man die Schritte der Entwicklung einmal durchgeht.
Es beginnt normalerweise im Labor. Hier wird der Impfstoff entwickelt: Es geht darum, seine Wirkung, seinen Aufbau, seine Herstellbarkeit zu prüfen, zu modifizieren, zu optimieren. Das kann Wochen bis Monate dauern. Liegt ein vielversprechender Impfstoff vor, wird er an Tieren – meist an Mäusen – erprobt. Hier geht es vor allem um zwei Dinge: Um die Wirkung, den Impfschutz – und um eventuelle Nebenwirkungen.
Schließlich wird der Virus in den sogenannten klinischen Phasen an Menschen getestet. Auch hier geht es wieder um den Impfschutz und die Nebenwirkungen. Über beides – den Impfschutz und vor allem die Nebenwirkungen – lassen sich nur durch eine Beobachtung der Probanden von mindestens mehreren Monaten ausreichend Erkenntnisse gewinnen.
Um das Risiko gering zu halten, gehen Forscher hier in mehreren Schritten vor. In einer sogenannten Phase-1-Studie soll zunächst anhand von höchstens 100 gesunden Probanden vorsichtig abgeschätzt werden, ob der Impfstoff wirken könnte und verträglich ist. Anschließend folgt eine Phase-2-Studie mit mehreren Hundert Probanden, wo es darum geht, die richtige Dosis zu finden und die Verträglichkeit und Wirksamkeit zu testen. Schließlich wird der Impfstoff in einer Phase-3-Studie an mehreren Tausend bis mehreren Zehntausend Menschen in sogenannten Doppelblindstudien getestet. Die Wirkung der Arznei wird darin mit der Wirkung von Placebos oder andere Medikamenten verglichen.
Liegen die Ergebnisse aller Studien vor, prüfen die Zulassungsbehörden – in der EU etwa die Europäische Arzneimittel-Agentur EMA, in den USA die U.S. Food and Drug Administration FDA – alle Resultate und erteilen im Idealfall die Zulassung. Die Massenproduktion des Impfstoffes kann beginnen.
In der Summe dauern die klinischen Studien mehrere Monate bis mehrere Jahre. Hier abzukürzen, kann extrem gefährlich sein; etwa wenn eine gefährliche Nebenwirkung übersehen wird, weil sie erst nach Monaten auftritt oder sehr selten ist und daher erst bei tausendfacher Anwendung beobachtet wird.
Die Zulassung des Impfstoffs ist für die verantwortlichen Mediziner in den Gesundheitsinstitutionen daher eine Gratwanderung: Sie müssen das Verfahren so schnell wie möglich gestalten – ohne dabei ein hohes Risiko eingehen, dass der Impfstoff Schaden anrichtet. „Unser aller Ziel muss sein, möglichst schnell ausreichend Daten über Impfstoffe zu erlangen“, sagt Klaus Cichutek, Präsident des Paul-Ehrlich-Instituts (PEI), der Ärzte Zeitung. Das Paul-Ehrlich-Institut ist das Deutsche Bundesinstitut für Impfstoffe und Arzneimittel.
Ugur Sahin von BioNTech ist sich allerdings sicher, dass es zu einem beschleunigten Zulassungsverfahren kommen wird. „Die Frage ist nicht, ob das geschieht, sondern wie“, sagt er. Doch selbst wenn alles glatt läuft, dürfte es noch Monate dauern, bis ein Impfstoff in größeren Mengen zur Verfügung steht. Bis dahin gilt es durchzuhalten, das heißt die Ansteckungsrate so gering wie möglich zu halten und die Erkrankten so gut wie möglich zu behandeln.
Schnelle Hilfe durch bereits zugelassene Medikamente
Es werden zurzeit eine ganze Reihe von Medikamenten erprobt, mit denen sich schwere Verläufe von COVID-19 behandeln lassen sollen. Die meisten Medikamente sind bereits für andere Erkrankungen zugelassen. Damit ist ihre Verträglichkeit schon belegt, was die Zulassung und Erprobung für COVID-19 enorm erleichtert.
Es lassen sich vor allem drei verschiedene Ansätze unterschieden:
- Antivirale Medikamente, die ursprünglich etwa gegen Ebola, HIV oder Hepatitis C entwickelt wurden, könnten auch gegen SARS-CoV-19 wirken. Sie blockieren die Vermehrung von Viren. Auch bei einem alten Malaria-Medikament namens Chloroquin hat man vor Kurzem eine antivirale Wirkung gefunden. Nun wird geprüft, ob es auch gegen COVID-19 wirkt.
- Immunmodulatoren, die davor schützen, dass das Immunsystem überreagiert. Sie werden heute gegen Rheumatoide Arthritis oder entzündliche Darmerkrankungen entwickelt. Auch bei COVID-19 kann eine übersteigerte Abwehrreaktionen des Körpers den Verlauf der Erkrankung verschärfen – hier könnten Immunmodulatoren helfen.
- Medikamente für Lungenkranke: Weil bei COVID-19 besonders die Lunge betroffen ist, könnten Medikamente eingesetzt werden, die dazu beitragen, die Lunge zu entlasten oder zu stärken. Dazu zählen etwa Arzneimittel, die gegen die sogenannte zystische Lungenfibrose, einer angeborenen Stoffwechselerkrankung, zugelassen sind und einer Vernarbung von geschädigtem Lungengewebe entgegenwirken.
"Wenige Kilogramm reichen, um Millionen zu impfen" - Interview mit dem Gründer und Vorstandschef der Firma BioNTech zum Stand der Entwicklung eines RNA-Impfstoffes.
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