Superimpfstoff gesucht

Die bisher verfügbaren Covid-19-Impfstoffe sind wirksam: Bei im Allgemeinen geringen Nebenwirkungen senken sie das Risiko schwerer Covid-19-Erkrankungen und das Sterberisiko deutlich. Trotzdem besteht der Wunsch nach einem optimierten Impfstoff, der etwa zuverlässig auch vor zukünftigen Varianten des Erregers schützt, oder noch besser, auch vor entfernteren Verwandten von SARS-CoV-2. Bisher ist das noch Wunschdenken, aber weltweit arbeiten Forscher an der Entwicklung von entsprechenden Impfstoffen, einige Kandidaten werden bereits in klinischen Studien geprüft.

Hintergrund ist, dass die Schutzwirkung bisheriger Präparate mit der ständigen Veränderung der Viren nachlassen kann, wie zuletzt das Beispiel Omikron zeigte. Die verfügbaren Impfungen senken zwar nach wie vor das Risiko von schwerer Erkrankung und Tod erheblich, vor Ansteckung mit dieser Variante aber schützen sie kaum noch. Ziel einer universellen Impfung ist es daher, eine Immunantwort aufzubauen, die auch bei gewissen Abweichungen der Virusstruktur wirksam bleibt.

Bei allen heutigen Covid-19-Impfstoffen steht das Spike-Protein des Virus im Fokus, also die »Zacken« auf der Oberfläche. Das gesamte Protein oder Teile davon werden bei der Impfung dem Immunsystem präsentiert, so dass dieses Antikörper und eine zelluläre Immunantwort dagegen entwickeln kann. Allerdings verändert sich gerade das Spike-Protein laufend. Künftige Impfstoffe sollten deshalb auf die Spike-Proteine verschiedener bekannter Virusvarianten zielen. »Die Hoffnung ist, dass man so eine möglichst breite Immunantwort auslöst und damit auch ein Schutz vor kommenden Varianten gegeben ist«, erläutert Dr. Peggy Riese vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig.

Impfstoffe der kommenden Generation könnten jedoch nicht nur das Spike-Protein, sondern andere, weniger variable Bereiche des Virus als Ziel haben. Noch in diesem Jahr möchte das US-Unternehmen ImmunityBio zum Beispiel einen Covid-19-Impfstoff der zweiten Generation auf den Markt bringen, der eine Immunreaktion gegen das Spike-Protein und das Nukleocapsid aufbaut. Das Nukleocapsid ist ein Protein, das an der Verpackung des Virus-Erbguts beteiligt ist und sich weniger stark verändern kann. Professor Dr. Peter Kremsner hält den zweiten Ansatz für die theoretisch bessere Variante. Ob die Entwicklung gelingt, ist allerdings bisher offen. »Der Wunsch nach einem universellen Impfstoff ist sicher berechtigt, einfach umzusetzen ist er aber nicht«, sagt der Direktor des Instituts für Tropenmedizin an der Universität Tübingen.

Im Idealfall schützen Impfstoffe, die die konservierten – also weniger wandelbaren – Bereiche des Virus ansprechen, nicht nur vor verschiedenen Varianten eines Coronavirus, sondern auch gleich vor verschiedenen Coronaviren wie zum Beispiel vor dem SARS-Coronavirus oder dem verwandten MERS-Coronavirus. Der Forschungsansatz sei grundsätzlich richtig, sagt Peggy Riese. »Man muss aber ganz klar sagen, bei der Entwicklung universeller Impfstoffe stecken wir noch in den Kinderschuhen.« Es fehlten noch immer viele grundlegende Informationen über das Virus, seine Verbreitung in der Natur oder seine Interaktionen mit den menschlichen Zellen.

Ein Problem ist auch, dass die weniger variablen Bereiche des Virus oft für das Immunsystem schlechter sichtbar und vor allem für die Antikörper schlechter erreichbar sind. Universelle Impfstoffe sollen deshalb eine zelluläre Immunität aufbauen, die von T-Zellen ausgelöst wird. Daran arbeitet ein Team um Professor Dr. Juliane Walz am Universitätsklinikum Tübingen. »Die T-Zell-vermittelte Immunität ist für die Entwicklung einer schützenden antiviralen Reaktion unverzichtbar, und frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass T-Zellen Covid-19 auch in Abwesenheit neutralisierender Antikörper bekämpfen können«, erläutert Claudia Tandler von der Universität Tübingen bei der Vorstellung von ersten Studienergebnissen. Profitieren könnten von so einem Impfstoff vor allem Menschen, bei denen die Bildung von Antikörpern gestört ist, etwa manche Krebspatienten oder Personen mit angeborenem Immundefekt.

»Wir haben im Blut von Covid-19-Genesenen geschaut, welche Proteinbestandteile des Virus von den T-Zellen erkannt wurden«, erläutert Walz. »Genau diese Peptide haben wir dann für unseren Impfstoff ausgesucht.« Das Präparat der Tübinger Forscher ist ein Peptid-basierter Impfstoff. Dieser enthält sechs verschiedene Proteinbestandteile (Peptide) von SARS-CoV-2 als Antigene, gegen die das Immunsystem nach der Impfung eine T-Zell-Antwort aufbaut. Darunter ist das Spike-Protein, gegen das auch die bisher verfügbaren Impfstoffe gerichtet sind. Die Kombination von mehreren Virus-Eiweißen in einem Impfstoff soll eine möglichst breite T-Zell-Immunantwort auslösen, so dass die Schutzwirkung auch bei Mutationen des Virus erhalten bleibt.

Eine klinische Studie der Phase 1, in der die grundlegende Verträglichkeit und Wirksamkeit an gesunden Menschen getestet wird, verlief erfolgreich. Erste Ergebnisse nach der Impfung von 14 Menschen mit Immunschwäche, darunter 12 Patienten mit Leukämie oder Lymphdrüsenkrebs, haben Forscher jüngst auf der Jahrestagung der US-Krebsforschungsgesellschaft (American Association for Cancer Research – AACR) in New Orleans vorgestellt. 28 Tage nach der Impfung hatten demnach 13 Patienten eine robuste T-Zell-Antwort aufgebaut. Sie sei stärker gewesen als die T-Zell-Antwort bei immungeschwächten Menschen nach Impfung mit einem mRNA-Impfstoff gegen das Spike-Protein, berichteten die Forscher. Inwieweit die 14 Patienten der Studie mit der Impfung tatsächlich vor einer Infektion oder schweren Symptomen geschützt sind, wurde nicht untersucht. Derzeit werde eine klinische Studie mit mehr Patienten mit Immunschwäche vorbereitet.

Zum Einsatz kommen soll der Impfstoff – falls die weitere Entwicklung erfolgreich verläuft – nicht als eigenständiges Präparat für die Grundimmunisierung, sondern als zusätzlicher »T-Zell-Aktivator«. Er könnte dann nicht nur Krebspatienten oder Menschen mit angeborenem Immundefekt schützen, sondern alle Personengruppen, deren Abwehrkräfte geschwächt sind, wie zum Beispiel Ältere oder Menschen nach einer Transplantation. »Soweit wir wissen, ist CoVac-1 zurzeit der einzige Peptid-basierte Impfstoffkandidat, der speziell für Menschen mit Immunschwäche entwickelt und evaluiert wird«, sagt Walz. Man hoffe, die Hochrisiko-Patienten damit vor einem schweren Covid-19-Verlauf schützen zu können.