Über 70 Forschungsprojekte arbeiten derzeit an einem Impfstoff gegen SARS-CoV-2. Aktive Unterstützung kommt auch aus Niederösterreich. Ein Überblick über die Ansätze der Forschung.
Auch wenn in Österreich die ersten Beschränkungen im Alltag durch die Corona-Pandemie aufgehoben wurden, von einem normalen Leben sind wir noch weit entfernt. Wann können wir wieder mit Freunden in ein Lokal gehen, ein Konzert besuchen, reisen? Es heißt, erst wenn es einen Impfstoff gegen SARS-CoV-2 gibt, kehrt wieder vollständige Normalität in unseren Alltag ein. Nach Angaben des vfa, dem Verband der forschenden Pharma-Unternehmen in Deutschland, und der Weltgesundheitsorganisation WHO laufen derzeit über 70 Impfstoffprojekte gegen SARS-CoV-2.
"Die Welt wird definitiv mehr als einen Impfstoff brauchen, wenn man an die Nachfrage in dieser äußerst schwierigen weltweiten Gesundheitskrise denkt", so die Chefin des britischen Pharmakonzerns GlaxoSmithKline Emma Walmsley gegenüber der BBC.
Funktionsweise des Virus simulieren
Um schneller einen Impfstoff finden zu können, muss man das Virus besser verstehen – und dafür benötigt man große Rechnerleistungen. Die internationale Initiative "folding@home" erforscht derzeit die Funktionsweise der Corona-Viren, freie Computerkapazitäten erhält sie dafür auch von der Fachhochschule St. Pölten. "Studierende haben uns auf diese Initiative aufmerksam gemacht. Unsere FH kann die Kapazitäten aufbringen, um die Suche nach einem Mittel gegen das Corona-Virus aktiv zu unterstützen – auch wenn es 'nur' die dazu notwendige Rechenleistung ist", sagt Helmut Kaufmann, Leiter des Departments Informatik und Security an der Fachhochschule St. Pölten.
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Das Projekt "folding@home" erforscht die Interaktion der Corona-Viren mit menschlichen Zellen, um schneller einen Impfstoff zu finden. Viren haben Proteine, die sie nutzen, unser Immunsystem zu unterdrücken und sich zu reproduzieren. Nimmt man den Fußball als Vergleich, dann kann man durch ein Experiment lediglich die Aufstellung sehen. Mit der Computersimulation hingegen kann man das komplette Spiel durchlaufen und die Funktionsweise der Proteine erforschen. Man kann verstehen lernen, wie das Virus agiert.
Impfstoffprojekte bei Etappe 4
WissenschafterInnen, ExpertInnen, CEOs von Pharma-Unternehmen, Politiker und die WHO gehen davon aus, dass wir in zwölf bis 18 Monaten einen Impfstoff haben – oft mit dem Nachsatz, wenn wir Glück haben. Jedes Impfstoffprojekt muss grundsätzlich sechs Etappen durchlaufen. Diese reichen von der Analyse des Virus bis zur Massenproduktion. Die Projekte, die schon am weitesten vorangekommen sind, sind bereits in Etappe 4 eingetreten, der Erprobung mit Freiwilligen.
Drei Ansätze beim Corona-Impfstoff
Die Unternehmen und Forschungsinstitute arbeiten auf unterschiedliche Impfstoffe hin. Die meisten der Projekte gegen SARS-CoV-2 zielen dabei laut vfa auf eine der folgenden drei Arten von Impfstoffen. Diese drei Ansätze erklärt Christian Drosten, Leiter der Virologie in der Berliner Charité, auch im NDR-Podcast "Das Corona-Virus-Update".
Lebendimpfstoff mit Vekotrenviren: Ausgangspunkt dabei sind gut bekannte, harmlose Viren, wie etwa das Virus aus einem Masernimpfstoff. Das Besondere an diesen sogenannten Vektorviren: Sie vermehren sich im Menschen, ohne eine Erkrankung auszulösen. Der Plan ist, Vektorviren mit gentechnischen Mitteln als SARS-CoV-2 zu "verkleiden" und diese dann zu impfen. Dem Körper wird dadurch eine COVID-19-Infektion vorgegaukelt, es baut sich ein Immunschutz auf, der auch eine echte Infektion abwehren soll.
Totimpfstoffe mit Virusproteinen: Eine lang bewährte und auch die simpelste Technologie in der Herstellung von Impfstoffen. Dabei lässt man das Virus im Labor bis zu einer hohen Konzentration wachsen und tötet es. Nach zwei bis drei Impfungen sollte der Patient eine Immunreaktion zeigen. Sehr viele zugelassene Impfstoffe - etwa gegen Tetanus, Hepatitis B oder Grippe - sind so hergestellt. Diese Methode beinhaltet jedoch auch Risiken, die erst durch Tests ausgeschlossen werden müssen: So könnte beispielsweise nur ein kleiner Teil des zellulären Immunsystems richtig aktiviert werden.
Genbasierte Impfstoffe als neuer Hoffnungsträger: Bei diesen Impfstoff-Varianten wird reine genetische Information des Virus in Form von DNA oder mRNA verabreicht. Die eigenen Körperzellen des Patienten sollen daraufhin den Teil des Erregers anhand des geimpften Genmaterials selbstständig herstellen können, auf den das Immunsystem besonders gut reagiert, und die Produktion schützender Antikörper sowie weitere Abwehrreaktionen anstoßen. Im Falle von SARS-CoV-2 ist es das Spike-Protein, jener Protein-Stachel auf der Oberfläche des Virus, mit dem es sich an die Zelle bindet. Der grundsätzliche Vorteil solcher mRNA- und DNA-basierten Impfstoffe ist, dass davon sehr schnell eine größere Anzahl an Injektionsdosen hergestellt werden können. Allerdings ist bislang noch gegen keine Krankheit ein solcher Impfstoff auf dem Markt. mRNA-Impfstoffe sind Neuland.