Die Chancen der neuen Impfstoffe

Dezember 2020 | Die Zeit | Gesundheit & Volkskrankheiten

Die Chancen der neuen Impfstoffe

Ein Corona-Impfstoff auf Basis von mRNA und DNA vermag nicht nur die Corona-Pandemie zu stoppen. Die Entwicklung von Impfstoffen wird einfacher und schneller – zum Vorteil für alle.

Illustrationen: Dieter Flüggen by Marsha Heyer Illustratoren
Axel Novak / Redaktion

Wer das Alter seines Gegenübers schätzen will, kann sich manchmal gewaltig verschätzen. Im Sommer hat man’s einfacher: Da zeigt die Narbe am Oberarm, das der andere vermutlich eher um die fünfzig ist statt Mitte dreißig, wie behauptet. Genau, die kleine, eigenartig geformte Narbe, die von der Pockenimpfung übrig geblieben ist.


Weil die Pockenkrankheit laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) seit 1980 offiziell ausgerottet ist, muss heute nicht mehr geimpft werden. Ältere wurden aber als Kinder in die Haut geritzt, um sie zu immunisieren. Nur so gelang es, die Krankheit, die zu den gefährlichsten Erkrankungen in der Geschichte der Menschheit gehört, zu stoppen. Die Seuche raffte jeden dritten Infizierten dahin.


Schon die Chinesen erkannten vor 3000 Jahren das Prinzip der Impfung: Sie verabreichten zerriebenen Pockenpustelschorf, um Menschen vorbeugend mit geringen Virenmengen anzustecken. Durch die falsche Attacke konnte der menschliche Körper mit der Bildung von Antikörpern auf den Eindringling reagieren – und war gewappnet gegen spätere Angriffe der Viren. So begann die Geschichte der Schutzimpfung, die mittlerweile Millionen Menschenleben rettete.  Anfang des 19. Jahrhunderts setzte sich die Impfung mit Infektion durch Kuhpocken durch. 1807 führte Bayern als weltweit erstes Land eine Impfpflicht ein. 171 Jahre später starb das letzte bekannte Opfer der Pocken, die Fotografin Janet Parker. Seitdem gilt die Krankheit als ausgerottet.

 

Entwicklung in kürzester Zeit

 

Nun könnte der Menschheit ein ähnlicher Erfolg bevorstehen, im Kampf gegen das Virus SARS-CoV-2. Binnen weniger Monate sind 213 Impfstoffprojekte angelaufen, so die WHO mit Stand von Ende November 2020. Sollten einige der Impfstoffe erfolgreich sein, dann könnten sie nicht nur die enormen Auswirkungen der Pandemie begrenzen, sondern gleichzeitig neue Perspektiven bei der Entwicklung von Impfstoffen eröffnen.


Denn ein Verfahren, das als besonders aussichtsreich gilt, beruht auf genetischen Boten-Stoffen, die statt eines Wirkstoffs dem Körper die Information liefern, die er benötigt, um bestimmte Proteine zu produzieren und so exakt diesen Krankheitserreger zu bekämpfen.


Bislang dauerte es mitunter viele Jahre oder gar Jahrzehnte, um einen wirksamen und sicheren Impfstoff gegen ein neues Virus herzustellen. Bei SARS-CoV-2 arbeiten Unternehmen und Forschungsinstitute weltweit auf unterschiedliche Impfstofftypen hin – von inaktivierten oder abgeschwächten Viren über virale Proteine oder Impfviren mit integrierten SARS-CoV-2-Hüllproteinen. „Ihr Herstellungsprozess ist aufwändig“, sagte Prof. Dr. Klaus Cichutek in einem Gespräch mit der Ärztezeitung. Cichutek ist Präsident des Paul-Ehrlich-Instituts, das als Zulassungsbehörde für Impfstoffe in Deutschland fungiert. „Bei den inaktivierten Impfstoffen zum Beispiel müssen die Erreger unter hohen Sicherheitsbedingungen genau spezifiziert werden. Dann wird das Saatgut hergestellt, in großen Mengen angezüchtet und danach erst inaktiviert.“


Eine Möglichkeit, diese langwierigen Verfahren zu beschleunigen, sind Impfstoffe, die die genetischen Informationen des Menschen stimulieren. mRNA-, DNA- und Vektorimpfstoffe heißen solche Stoffe, die sich in der Art der genetischen Information und wie diese in die Zellen gelangt, unterscheiden. Bei Vektor-impfstoffen wird das Genmaterial in harmlose Trägerviren eingebaut und injiziert. Impfstoffe auf Basis von DNA und mRNA (vom englischen messenger-RNA) dagegen enthalten ausgewählte Gene des Virus, die den menschlichen Zellen als Bauanleitung dienen. Sie lösen außerdem eine doppelte Immunantwort von Zellen und Antikörpern aus und könnten deshalb besonders wirksam sein. Sie gelten daher als neue Wunderwaffe im Kampf gegen Influenza, Aids, Hepatitis B und C, Tollwut, Leukämie oder Gebärmutterhalskrebs.

 

Die richtige Verpackung zählt

 

Doch es ist in der Immunbiologie wie in der Digitalisierung: Sicher enthält die Boten-RNA einen präzisen Code, der den Befehlen im Computer gleicht. Doch was nützt die schönste Software, wenn das Betriebssystem des Computers unbekannt ist?


Beim Impfstoff mit mRNA kommt es darauf an, den Botenstoff an die richtige Stelle im Körper und dann in die Zellen zu bringen. Doch normalerweise zersetzt der menschliche Körper fremdes Genmaterial schnell. Forscher testen mRNA-Impfstoffe seit 1990 in Tierversuchen. Heute glauben sie, dass sie das Genmaterial durch eine spezielle Aufbereitung und Verpackung der RNA in den Körper der zu impfenden Person bringen können. Kleine Fettpartikel in Nanogröße sollen den Transport übernehmen.


Ein Vorteil des Verfahrens liegt außerdem in einem ganz anderen Aspekt: Die Produktion der Impfstoffe kann sehr viel schneller ablaufen. „Wir benötigen nur geringe Mengen im Mikrogramm-Bereich. Das heißt wenige Kilogramm mRNA-Wirkstoff könnten ausreichen, um viele Millionen Menschen zu impfen“, sagt Prof. Dr. med. Ugur Sahin, Gründer und Vorstandschef von BioNTech, das einen der Impfstoffe in der Zulassung entwickelt hat.


Was Forscher weltweit so fasziniert an diesem Impfstoff, ist sein Grundprinzip: Wenn die Zellen auf diese Art zur Produktion von Virenbauteilen angeregt und zur Abwehr stimuliert werden können, warum nicht auch zur Abwehr gegen Proteinfragmente von Krebszellen?

 

Umfassende Studien und Prüfungen bleiben

 

Von einem allerdings befreit auch die modernste Technik nicht: Von der umfassenden Erprobung und Prüfung der Impfstoffe. Wenn der Stoff Labor- und Tierversuche durchlaufen hat, finden zeitaufwändige klinische Studien statt. „Für die klinischen Tests ist es ein Vorteil, dass es ein reiner, biochemisch sehr gut charakterisierter, im Labor ohne tierische Zusätze hergestellter Stoff ist“, sagt Prof. Dr. med. Ugur Sahin.


Dann kann die dreiphasige Erprobung mit zehntausend Freiwilligen beginnen, um die Sicherheit, Verträglichkeit und Wirksamkeit der Dosierungen zu ermitteln. Erst dann kann das Zulassungsverfahren des künftigen Impfstoffs beginnen. Aktuell befinden wir uns bei einigen Impfstoffen in der letzten Phase.  Es ist also gut möglich, dass schon bald der letzte Covid-19-Tote zu beklagen ist. Gut möglich aber auch, dass schon das nächste Virus wartet, für das es bislang noch keinen Impfstoff gibt.