Vier Corona-Impfstoffe sind in Europa bereits zugelassen: die beiden mRNA-Impfstoffe von Biontech/Pfizer und Moderna, sowie die zwei Vektorvakzine von Astrazeneca und Johnson & Johnson. Vermutlich wird es aber Impfstoffe weiterer Hersteller brauchen, um den Bedarf zu decken. Zumal noch nicht ganz klar ist, wie oft beziehungsweise in welchem zeitlichen Abstand die Impfungen aufgefrischt werden müssen. Nach Einschätzung der Ständigen Impfkommission ist es wohl spätestens im kommenden Jahr notwendig, sich erneut gegen Covid-19 impfen zu lassen.

Dann könnten neben weiteren mRNA- und Vektorvakzinen auch andere Impfstofftypen in Europa zugelassen sein. Zum Beispiel Tot- und DNA-Impfstoffe, Impfstoffe in Form von Tabletten oder nasal angewendete Impfstoffe, an denen Forscher weltweit derzeit arbeiten. Wir erklären, wie diese Corona-Vakzine funktionieren – und wie erforscht sie bereits sind.

Totimpfstoffe mit Virusproteinen

Die beiden Pharmakonzerne Sanofi und GlaxoSmithKline setzen bei der Bekämpfung des Coronavirus auf einen proteinbasierten Impfstoff, der das Spike-Protein, das auf der Oberfläche des Virus sitzt, und einen Wirkstoffverstärker enthält. Das Spike-Protein allein ist ungefährlich und soll letztlich nur dazu dienen, dass das Immunsystem den Erreger erkennt und entsprechende Antikörper gegen ihn produziert. Es gibt noch eine andere Form des Totimpfstoffes, bei dem das Virus als Ganzes abgetötet und verimpft wird. Auch dazu laufen mehrere Forschungsprojekte.

Das proteinbasierte Vakzin von Sanofi und GlaxoSmithKline durchläuft derzeit noch die klinische Phase-2-Studie. Erste Zwischenergebnisse mit 722 Freiwilligen aus den USA und Honduras deuten darauf hin, dass der Impfstoff eine starke, neutralisierende Antikörperreaktion auslöst. So seien bei den 18 bis 95 Jahre alten Probanden nach der zweiten Dosis ähnlich hohe Werte an neutralisierenden Antikörpern festgestellt worden wie bei Menschen, die an Covid-19 erkrankten, teilten die Hersteller mit. Der Impfstoff weise eine „akzeptable Verträglichkeit“ und „keine Sicherheitsbedenken“ auf.

Bei Teilnehmern, die sich zuvor mit Sars-CoV-2 infiziert hatten, reichte schon eine Dosis aus um einen hohen neutralisierenden Antikörperspiegel zu erzeugen. Für Sanofi ein Zeichen dafür, dass sich das Vakzin als Auffrischungsimpfstoff eignen könnte. Der Pharmakonzern plant bereits, in der kommenden Woche mit einer Phase-3-Studie mit mehr als 35.000 Probanden aus mehreren Ländern zu beginnen, bei der die Wirksamkeit des Impfstoffes genauer erforscht werden soll. Dann will der Impfstoffhersteller auch untersuchen, wie gut der Totimpfstoff vor Coronavirus-Varianten wie B.1.351 aus Südafrika schützt.

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Noch im Dezember vergangenen Jahres mussten Sanofi und GlaxoSmithKline ihre klinischen Tests abbrechen und von vorne beginnen, weil der Wirkstoff keine ausreichende Reaktion des Immunsystems hervorgerufen hatte. Mit den jetzt gewonnenen positiven Ergebnissen blicken die Pharmaunternehmen optimistisch in die Zukunft. Sie erwarten eine Zulassung ihres Impfstoffes schon für das vierte Quartal dieses Jahres.

DNA-Impfstoffe

Der Verband Forschender Arzneimittelhersteller listet gerade einmal drei Forschungsprojekte, die das Ziel verfolgen, einen DNA-Impfstoff zu entwickeln. Bei diesem Impfstofftyp wird in ein Plasmid – also ein kleines, ringförmiges, doppelsträngiges DNA-Molekül – ein Teil der genetischen Informationen des Coronavirus in Form von DNA eingefügt. Dieses Erreger-DNA-Stück wird in den menschlichen Zellen abgelesen und aktiviert die Bildung von Antigenen, die dem Immunsystem auf den Oberflächen der Zellen präsentiert werden.

Diesen Ansatz verfolgt beispielsweise das US-amerikanische Biotechnologie-Unternehmen Inovio mit seinem Impfstoff INO-4800. In einer klinischen Phase-2-Studie mit rund 400 Teilnehmern erwies sich das Vakzin als vielversprechend: „Die Phase-2-Ergebnisse bestätigen unsere Phase-1-Ergebnisse in einer größeren Population und zeigen, dass INO-4800 in allen untersuchten Altersgruppen allgemein sicher, gut verträglich und immunogen ist“, sagte Laurent Humeau, wissenschaftlicher Leiter von Inovio. Die Ergebnisse, die noch nicht von unabhängigen Experten überprüft wurden und auf dem Preprint-Server medRxiv erschienen sind, zeigen, dass nur geringfügige, unerwünschte Ereignisse unter den Teilnehmern auftraten.

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Inovio will die Daten der Phase-2-Studie bei der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA einreichen, um anschließend die Wirksamkeit des Impfstoffes in einer globalen klinischen Phase-3-Studie zu untersuchen.

Tablettenimpfstoffe

Für alle Menschen, die Angst vor Spritzen und Injektionen haben, dürften Impfstoffe in Form von Tabletten, die man einfach hinunterschlucken muss, die beste Wahl sein. Ein derartiges Vakzin entwickelt zurzeit das US-amerikanische Biotechnologie-Unternehmen Vaxart. Allerdings ist die Forschung noch ganz am Anfang: Die Firma hat ihren Impfstoff VXA-CoV2-1 bisher in einer klinischen Phase-1-Studie erprobt. Es handelt sich dabei um ein Vektorvakzin, bei dem Erbmaterial des Erregers in einem harmlosen Schnupfenvirus (Adenovirus) ins Innere der menschlichen Zellen geschleust wird. Der Aufbau ist also ähnlich wie bei den Vektorimpfstoffen von Astrazeneca und Johnson & Johnson – mit zwei Ausnahmen: der Form und dem Wirkungsort.

Denn VXA-CoV2-1 muss nicht gespritzt, sondern als Tablette hinuntergeschluckt werden und entfaltet seine Wirkung im Dünndarm, anstatt in den Muskeln. Sobald das Vakzin auf die Immunzellen der Magen-Darm-Schleimhaut treffe, würden diese zur Antikörperproduktion angeregt, heißt es in einem Informationsschreiben von Vaxart.

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„Die Immunantwort unseres Impfstoffs scheint sich stark von der der führenden injizierbaren Impfstoffe zu unterscheiden: Schleimhautantikörper anstelle von Serumantikörpern und stärkere T-Zell-Antworten“, sagte Andrei Floroiu, CEO des Biotechnologieunternehmens. In einem Fachmagazin wurden die Ergebnisse der Phase-1-Studie bislang noch nicht veröffentlicht. Erste vorläufige Daten hatte Sean Tucker, wissenschaftlicher Leiter von Vaxart, Anfang Mai auf dem World Vaccine Congress vorgestellt – und dabei auch von einer „guten Verträglichkeit“ des Impfstoffes gesprochen.

Nasale Impfstoffe

Ähnlich weit fortgeschritten wie die Corona-Impfstoffe in Tablettenform sind Vakzine, die als Spray über die Nase verabreicht werden. Dazu forscht unter anderem das US-amerikanische Unternehmen Altimmune. Bisher liegen für den Wirkstoff der Firma nur Daten aus präklinischen Studien mit Mäusen vor. Bei ihnen löste der Impfstoff namens AdCOVID schon nach einer Dosis eine sterilisierende Immunität in den Lungen aus.

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Ob sich diese Wirkungsweise auch auf den Menschen übertragen lässt, erforscht Altimmune aktuell in einer klinischen Phase-1-Studie. Ergebnisse will die Firma noch in diesem Quartal veröffentlichen. Auf ihrer Internetseite wirbt sie bereits unter anderem mit einer „breiten Immunantwort“ und „skalierbaren Herstellung“. Zudem sei das Vakzin „stabil bei Raumtemperatur für mehrere Monate“ lagerbar, was den Transport und die Verteilung erleichtern könnte.

„Diese Eigenschaften könnten die Akzeptanz von Impfstoffen sowohl auf nationaler als auch auf globaler Ebene fördern“, glaubt Frances Lund, Professorin für Mikrobiologie an der University of Alabama at Birmingham, die an der Durchführung der Phase-1-Studie beteiligt ist. „Darüber hinaus könnte AdCOVID eine entscheidende Rolle bei Wiederimpfkampagnen spielen, um die zukünftige Ausbreitung des Virus zu kontrollieren und letztlich dazu beizutragen, dieser verheerenden globalen Pandemie ein Ende zu bereiten.“