Umfassender Schutz: Forscher haben einen neuen Breitbandimpfstoff gegen Coronaviren entwickelt, der sogar vor künftigen Virusarten schützen könnte. Es enthält Proteinstücke von acht verschiedenen Beta-Kronenviren und hat sich in Tests mit Mäusen und Affen als sehr wirksam erwiesen, sogar gegen Kronenviren, deren Proteine nicht im Impfstoff enthalten sind. Der Grund: Der kombinierte Impfstoff fördert die Bildung von Antikörpern, die hauptsächlich Teile des viralen Proteins angreifen, die sich zwischen den Arten nicht verändern.
Kronenviren sind sehr wandelbar und passen sich durch Mutationen schnell an neue Wirte und Umstände an; Das zeigt die aktuelle Corona-Pandemie: Das Coronavirus SARS-CoV-2 hat im Laufe der Zeit zahlreiche Varianten gebildet, die leichter übertragbar sind und unsere Immunabwehr in Teilen untergraben können. Ein Blick ins Tierreich zeigt zudem, dass es noch unzählige weitere Kronenviren gibt, die künftig den Sprung auf den Menschen schaffen könnten, mit dem Risiko einer neuen Pandemie.
Das bedeutet aber auch, dass sich die Entwicklung klassischer Impfstoffe bei diesen Viren immer verzögern wird. Sobald gegen eine Variante ein Impfstoff gefunden wurde, erscheint folgendes.
Vorläufige Tests zeigen, dass der Mosaic-8-Impfstoff selbst gegen nicht enthaltene Virusvarianten eine Antikörperantwort auslöst. © Wellcome Leap / Caltech, Merkin-Institut
Spike-Fragmente verschiedener Coronaviren
Genau hier setzt ein neuartiger Impfstoff an: „Wir wollen einen umfassenden Impfstoff entwickeln, der gegen alle SARS-ähnlichen Beta-Coronaviren schützt, unabhängig vom tierischen Coronavirus, das sich auf den Menschen ausbreitet“, sagt Pamela Bjorkman vom California Institute of Technik. . . „Gleichzeitig könnte ein solcher Impfstoff auch vor aktuellen und zukünftigen Varianten von SARS-CoV-2 schützen, ohne dass wir ihn ständig anpassen müssten.“
Um einen solchen Breitbandschutz zu erreichen, hat Björkmans Team einen Impfstoff entwickelt, dessen zentraler Bestandteil ein Nanopartikel aus einem „klebrigen“ Trägerprotein ist. Stücke des viralen Spike-Proteins werden dann auf seiner Oberfläche befestigt. Beim aktuellen Testimpfstoff „Mosaik-8“ sind dies die Bindungsstellen von acht verschiedenen Betacoronaviren, darunter SARS-CoV2, das Fledermausvirus RaTG13, eine Form des Coronavirus, das in Schuppentieren nachgewiesen wurde, und fünf weitere fledermausähnliche Viren. Pandemie-Erreger.
Wenig veränderbare Angriffsziele
Die Idee dahinter: Wenn unser Immunsystem mit so vielen verschiedenen viralen Proteinen in Kontakt kommt, sucht es nach Erkennungsmarkern und Angriffspunkten, die für alle gleich sind. Daher sollte die Abwehr Antikörper vor allem gegen die Teile des viralen Proteins bilden, die sich zwischen den verschiedenen Kronenviren nicht oder kaum unterscheiden und sich daher in zukünftigen Varianten wahrscheinlich nicht ändern werden.
Tatsächlich zeigten vorläufige Studien zum Mosaic-8-Impfstoff, dass das Immunsystem von Mäusen nach der Impfung wirksamere Antikörper produzierte. „Diese binden bevorzugt an die konservierten Epitope der Bindungsstelle“, berichten die Forscher.
Der Mosaic-8-Impfstoff schützte Mäuse und Affen vor SARS-CoV-2 und SARS. Zudem provozierte es auch Antikörperreaktionen gegen mehrere aktuelle Varianten des Pandemie-Erregers. © Wellcome Leap / Caltech, Merkin-Institut
Tests mit erfolgreichen Mäusen und Affen
Für ihre aktuelle Studie impften Björkman und sein Team Mäuse und Makaken mit dem Mosaic-8-Impfstoff, einem „leeren“ Nanopartikel oder einem Nanopartikel, das nur das SARS-CoV-2-Ohrprotein enthält. Die Tiere wurden dann mit SARS-CoV-2 oder seinem Vorgänger SARS infiziert. Das Spannendste dabei: Der Impfstoff enthielt keine SARS-Proteinfragmente. Das Team wollte herausfinden, ob der Schutz breit genug ist, um auch nicht eingedämmte Kronenviren zu neutralisieren.
Das Ergebnis: „Mit Mosaic-8 geimpfte Tiere produzierten Antikörper, die buchstäblich jedes von uns getestete SARS-ähnliche Beta-Coronavirus erkannten“, berichtet Erstautor Alexander Cohen von Caltech. Keines der mit SARS-CoV-2 infizierten Tiere erkrankte. Noch wichtiger ist, dass Versuchstiere, die nur die Schmalspektrum-Impfstoffvariante gegen SARS-CoV-2 erhielten, nicht gegen SARS geschützt waren und starben.
Mit Mosaic-8 geimpfte Tiere blieben dagegen auch bei SARS asymptomatisch, berichten die Forscher. Der Breitbandimpfstoff war erwartungsgemäß sogar gegen ein Coronavirus wirksam, das nicht im Impfstoff enthalten war.
Phase-1-Studie am Menschen geplant
Laut Wissenschaftlern zeigt dies, dass ein kombinierter Impfstoff gegen Kronenviren wirken kann. Ein Impfstoff nach dem Mosaic-8-Modell könnte nicht nur vor neuen Varianten des als SARS-CoV-2 bekannten Erregers schützen, sondern auch vor neuen Kronenviren, die sich auf den Menschen ausbreiten. „Einige dieser für den Impfstoff verwendeten Beta-Coronaviren könnten eng mit dem Stamm verwandt sein, der einen neuen Krankheitsausbruch verursacht“, sagt Bjorkman.
„Also brauchen wir etwas, das vor dieser ganzen Gruppe von Viren schützt, und wir glauben, es jetzt gefunden zu haben“, sagt der Forscher. Im nächsten Schritt wollen Björkman und sein Team ihren Mosaic-8-Impfstoff in einer klinischen Phase-1-Studie am Menschen testen. Der erste Schwerpunkt wird auf der Sicherheit und Verträglichkeit von Impfstoffen liegen. „Tests an Affen waren sehr vielversprechend, daher freuen wir uns, diese nächste Phase klinischer Studien zu unterstützen“, sagte Richard Hatchett, Leiter der Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI).
Gleichzeitig planen Wissenschaftler weitere Tierversuche. Unter anderem soll die Schutzwirkung des Mosaic-8-Impfstoffs bei Tieren geprüft werden, die bereits mit gängigen Covid-Impfstoffen geimpft wurden.19. Hier stellt sich vor allem die Frage, ob das Immunsystem umlernen kann: Kann es statt relativ spezialisierter Antikörper Antikörper produzieren, die eine breitere Wirkung haben? (Wissenschaft, 2022; doi: 10.1126 / science.abq0839)
Herkunft: California Institute of Technology
7. Juli 2022
– Nadja Podbregar