Ein einziger Impfstoff soll gegen alle heutigen und zukünftigen Varianten von SARS-CoV-2 schützen? Forscher der Universitäten Regensburg und Cambridge sind diesem Ziel schon so nahe gekommen, dass dazu im Vereinigten Königreich die ersten klinischen Studien am Menschen laufen.
Der bei den Studien eingesetzte Impfstoffkandidat basiert auf einem einzigen, zunächst nur in silico designten Antigen. Es wurde anschliessend immunologisch optimiert und zielt auf Teile des viralen Spike-Proteins. Dieses braucht das SARS-CoV-2-Virus als «Schlüssel», um sich Zugang zum Zellinneren zu verschaffen. Dazu dockt die Proteinstruktur zunächst an eine Zelle an und bindet auf ihrer Oberfläche an den sogenannten ACE2-Rezeptor (angiotensin-converting enzyme 2). Dann verschmilzt das Virus mit der Zellmembran und gibt schliesslich sein Erbgut in das Zellinnere. Insofern ist das Spike-Protein aus Sicht des Virus ein gut funktionierender «Türöffner», jedoch ein «teuflisches» Tool aus Sicht des Wirts. Er kann es aber zumindest erkennen und als Hebel zum Hochfahren des eigenen Immunsystems gegen das Virus nutzen.
Im Tiermodell erfolgreich
Studien mit dem Impfstoffkandidaten aus Cambridge/Regensburg haben gezeigt: Ein einziges Antigen kann so verändert werden, dass es in Tiermodellen eine breit schützende Immunantwort hervorruft. Dabei erfolgte die Verabreichung in unterschiedlicher Form: als DNS-Impfstoff, über eine abgeschwächte Version eines etablierten Pockenvirus-Impfvektors, und als mRNA-Impfstoff.
Bemerkenswerterweise bietet der in silico designte und immunologisch optimierte Impfstoffkandidat einen starken Schutz gegen Alpha-, Beta-, Gamma-, Delta- und Omicron-Varianten von SARS-CoV-2, obwohl er vor dem Auftreten dieser Varianten im Jahr 2020 entwickelt wurde. Daraus leiten die Forscher die Hoffnung ab, dass er und ähnliche Impfstoffe in gewissem Umfang auch vor künftigen SARS-CoV-2-Varianten schützen könnten. Ein Kombinations-Impfstoff mit mehreren der neuartigen Antigene könnte sogar gegen ein noch grösseres Spektrum aktueller und künftiger Coronaviren mit Pandemiepotenzial wirken.
Ein zukunftssicherer Impfstoff
Wir sind es von der echten Grippe gewohnt: Jedes Jahr wird ein neuer, an die jeweilige Influenza-Virus-Variante angepasster Impfstoff entwickelt. Im Lichte der Forschungen in Cambridge und Regensburg ist das für die Impfung gegen SARS-CoV-2 und damit verwandte Sarbecoviren nicht erforderlich. Im Idealfalle lässt sich mit den in Regensburg entwickelten Antigen-Design-Werkzeugen sogar eine zukünftige Evolution dieser Viren antizipieren, einschliesslich einer Übertragung neuer Varianten vom Tier (z. B. Fledermaus) auf den Menschen.
So könnte bereits ein einziger Impfstoff einen breiten Schutz vor Infektion durch Virus-Varianten von heute und morgen oder zumindest vor schwerer Erkrankung bieten.
