Impfstoffe gegen Covid-19

Ein Impfstoff soll durch die Impfung das Immunsystem des Geimpften anregen, gegen einen Erreger bzw. gegen eine Erregergruppe spezifische Antikörper zu bilden. Die verschiedenen Impfstoffe haben auch unterschiedliche Eigenschaften in umfangreichen Tests wird daher geprüft welche Impfstoffe sich am besten für eine bestimmte Krankheit eignen.

Man unterscheidet folgende Impfstoffe

Lebendimpfstoffe: bestehen aus sehr geringen Mengen funktionsfähiger Keime, die jedoch „lebensfähig“ sind. Sie sind so abgeschwächt, dass sie sich zwar noch vermehren, die Krankheit aber nicht mehr auslösen können.
Lebendimpfstoffe: Mumps, Masern

Totimpfstoffe: enthalten abgetötete, also nicht mehr vermehrungsfähige Krankheitserreger.
Totimpfstoffe: FSME (Zecken!)

Vektorimpfstoffe: bestehen aus für den Menschen harmlosen Viren, den sogenannten Vektoren. Die Vektoren sind im Menschen nicht oder nur sehr begrenzt vermehrungsfähig. Damit das menschliche Immunsystem die Abwehr gegen den Krankheitserreger aufbauen kann, muss es mit Molekülen (Antigenen) des Krankheitserregers in Kontakt kommen.
Vektorimpfstoffe : Ebola

mRNA-Impfstoffe (mRNA ist ein Botenmolekül): Bei diesen Impfstoffen werden keine Krankheitserreger oder deren Bestandteile (Antigene) für die Immunisierung benötigt

Wie funktionieren die Impfstoffe (Vakzine) gegen Covid-19

Momentan werden zwei verschiedene Arten von Impfstoffen eingesetzt: einerseits mRNA-Vakzine(Impfstoff), andererseits Vektor-Impfstoffe. Zu den mRNA-Impfstoffen zählt der von Pfizer und Biontech entwickelte sowie jener von Moderna. Der Impfstoff von AstraZeneca ist dagegen ein Vektor-Impfstoff.
Grundlegend ist die Funktion der Impfstoffe gegen Covid-19 durchaus ähnlich: Zumindest ein Teil des Erregers wird in den menschlichen Körper gebracht. Daraufhin wird das Immunsystem zur Bildung von Antikörpern angeregt. Unterschiede gibt es vor allem bei der Art und Weise, wie der Erreger in den Körper gelangt.

Wie sind die mRNA-Impfstoffe entstanden

Die Impfstoffe von Biontech/Pfizer und Moderna sind die ersten zwei mRNA-Impfstoffe, die je für den Menschen zugelassen wurden. Die Zulassung ging für viele überraschend schnell. Geforscht wird an der neuen Impfmethode aber schon lange.
mRNA („m“ steht für messenger Botenmolekül) ist so etwas wie die Bauanleitung für ein Protein. Da hinter steht die Idee dem Körper die Bauanleitung für einen Teil des Virus mit Hilfe einer mRNA zu injizieren. Darauf reagiert das Immunsystem und bildet Antikörper.
Im Fall von Covid-19 ist das ein Stachel an der Außenhülle (Spike-Protein) des Virus. Nach der Impfung wird anhand der mRNA-Vorlage dieses Spike-Protein gebildet, das Immunsystem lernt es sozusagen kennen. Wenn dann eine Infektion mit Corona passiert, ist das Immunsystem schon gewappnet.
Das Erbgut des Menschen wird durch das Einbringen der mRNA nicht verändert. Das verhindert schon die unterschiedliche chemische Struktur: „Beim Menschen befindet sich das Genom in Form von DNA im Zellkern“, so das Paul-Ehrlich-Institut, das in Deutschland für die Sicherheit von Impfstoffen zuständig ist. „Eine Integration von RNA in DNA ist nicht möglich.“

Zahlreiche frühere Studien schon seit 1990

Dieser Impfstoff war zwar in weniger als einem Jahr fertig. Völlig überraschend war das aber nicht. Der Virologe und Impfspezialist Florian Krammer betont: „Man arbeitet ja schon länger daran, und wir wissen auch schon länger, dass diese Impfstoffe sehr vielversprechend ausschauen und für viele Krankheiten einsetzbar sind.“

Schon 1990 haben erste Versuche an Mäusen gezeigt, dass das Prinzip funktioniert. Danach wurde lange an Systemen gearbeitet, die empfindliche RNA stabil und sicher an ihren Zielort zu bringen. 2013 schließlich gab es das erste Mal eine klinische Studie an Menschen: Die deutsche Firma Curevac hatte einen RNA-Impfstoff gegen Tollwut entwickelt und in einer klinischen Phase-I-Studie an 101 Personen getestet.
Die mRNA Impfstoffe sind auf jeden Fall für viele Infektionskrankheiten sehr vielversprechend. Wenn das Grundsystem einmal funktioniert, kann man relativ schnell zum Beispiel auf ein neues Virus oder die Variante eines Virus anpassen, indem man einfach die mRNA austauscht. Wie gut das geht, hängt allerdings sehr stark vom Krankheitserreger ab. mRNA-Impfstoffe werden sicher nicht alle anderen Impfstoffe gegen Infektionskrankheiten ersetzen, sondern eher eine wichtige, zusätzliche Methode sein, lautet Florian Krammers Einschätzung.

Intensiv gearbeitet wird übrigens auch, schon seit Jahren, an Impfstoffen gegen Krebs. Das war auch bis März 2020 das spezielle Forschungsgebiet des Ehepaars Ugur Sahin und Özlem Türeci, den wissenschaftlichen Gründern von BioNTech: eine individualisierte Immuntherapie gegen Krebs, unter anderem mit Hilfe von mRNA-Impfstoffen.

Vektorimpfstoff: Harmloses Virus als Hilfsmittel

AstraZeneca:
Die Herstellung von Vektorimpfstoffen, wie jenem von AstraZeneca, setzt unterdessen auf ein anderes Virus, mit dem die Immunabwehr angeregt werden soll.
Konkret basiert der Impfstoff von AstraZeneca auf Schimpansen-Adenoviren die Erkältungen auslösen, aber für den Menschen harmlos sind. Das Virus bezeichnet man dabei als Vektor, es ist im Menschen durch einen Gendefekt nicht vermehrungsfähig.

Damit der Körper eine passende Abwehrreaktion erzeugen kann, wird das Virus um Gene von SARS-CoV-2 ergänzt, und damit praktisch „verkleidet“, wie es die Interessenvertretung der deutschen Pharmaunternehmen (VFA) ausdrückt – und gaukelt dem Körper damit eine Covid-19-Infektion vor. Mit dem Gen des Erregers bildet die befallene Zelle ein Antigen, dadurch soll der Körper einen Immunschutz aufbauen, der dann auch eine echte Infektion abwehren

Sputnik V:
Der russische Impfstoff Sputnik V, der wie der Impfstoff des Herstellers AstraZeneca auf Adenoviren basiert, erzielt offenbar die bessere Schutzwirkung, die laut einer Pressemitteilung bei mehr als 95 % liegen soll.

Vergleich der Impfstoffe von AstraZeneca und Sputnik V
Beide Impfstoffe nutzen Adenoviren als Vektoren, um die Gene für das Spike-Protein in die Muskelzellen zu befördern, wo dann der eigentliche Impfstoff produziert wird, Bei Impfungen sind häufig mehrere Dosierungen notwendig.

Da das Immunsystem nach der ersten Impfung auch Antikörper gegen die Adenoviren bilden kann, kann die Wirkung der zweiten Dosis abgeschwächt sein, wenn das Immunsystem die Viren eliminiert, bevor sie die Zielzellen infizieren. Dies könnte der Grund für die paradoxen Ergebnisse der Studie zum Impfstoff von AstraZeneca sein, der nach einer hohen zweiten Dosis eine Schutzwirkung von 62 % erzielte. Bei einer niedrigen ersten Dosis lag die Effektivität bei etwa 90 %.( Aus diesem Grund wurde das Intervall von beiden Impfungen auf 12 Wochen verlängert).

Die russischen Forscher haben dagegen die Gefahr einer Antikörperbildung gegen das Vektorvirus vorhergesehen und deshalb zwei unterschiedliche Vektorviren ausgewählt. Der Impfstoff für die erste Dosis basiert auf einem anderen Adenovirus als für die zweite Dosis.

Quelle: red, ORF.at/Agenturen,
Bundesministerium für Bildung
und Forschung www.bmbf.de,
www.aerzteblatt.de