Interaktive Grafik: So funktioniert der RNA-Impfstoff gegen Corona


Die Gesundheitsminister der Länder stellen sich auf einen Beginn der Corona-Impfungen am 27. Dezember ein. Zuvor muss der Impfstoff der Firmen Biontech und Pfizer offiziell zugelassen werden. Wie sicher ist das Mittel? Braucht es noch weitere? Gefährden Mutationen die Effizienz der Impfstoffe? Und wann könnte diese Pandemie endlich vorbei sein? Wir haben mit Forscherinnen und Wissenschaftlern gesprochen beantworten die wichtigsten Fragen zum Thema.

Wie funktioniert der Biontech-Impfstoff?

Bei dem Mittel handelt es sich um einen sogenannnten RNA-Impfstoff. Die RNA ist eine Nukleinsäure, die Erbinformationen des Virus enthält. „Es wäre für die EU der erste zugelassene Impfstoff dieser Art“, erklärt die Kölner Amtsapothekerin Simone Schmidt. Auch er zielt auf eine Immunreaktion des menschlichen Körpers ab, seine Funktionsweise unterscheidet sich dennoch von der bisheriger Präparate. „Die Forscher haben sich innerhalb dieses Coronavirus ein geeignetes, charakteristisches Protein ausgesucht, das sogenannte Spike-Protein“, erklärt Prof. Clara Lehmann, Infektiologin an der Kölner Uniklinik und Leiterin des Infektionsschutzzentrums. „Wenn das Immunsystem dieses Protein erkennt, reagiert es wie bei einer Infektion mit dem Virus.“

„Vereinfacht gesagt verimpft man eine Bauanleitung für bestimmte Virusteile, welche ausreicht, um das körpereigene Immunsystem anzuregen, mit der Produktion von Antikörpern gegen Covid-19 zu starten“, erklärt Schmidt. Das menschliche Erbgut können RNA-Impfstoffe nicht verändern. Menschliche Gene bestehen aus doppelsträngiger DNA, in die sich die einzelsträngige Viren-RNA des Impfstoffes nicht einbauen lässt. Dafür wären Enzyme nötig, die in menschlichen Körperzellen nicht vorkommen. Zudem kommen Boten-Nukleinsäuren, aus denen RNA-Impfstoffe bestehen, auch auf natürliche Weise in menschlichen Körperzellen vor. Sie sind ein normales Zwischenprodukt der menschlichen Zelle.

Was ist der Unterschied zu anderen Impfstoffen?

„Das Besondere ist, dass vorher noch nie so viel Geld, fachliche Kompetenz und internationale Kooperationen in einen Impfstoff gesteckt wurden“, sagt Jürgen Zastrow, Vorsitzender der Kreisstelle Köln der Kassenärztlichen Vereinigung. Die Entwicklung von RNA-Impfstoffen ist hochkomplex – und relativ neu. Herkömmliche Impfstoffe enthalten geringe Mengen eines Erregers. Kommt der Körper mit ihnen in Berührung, produziert er Antikörper, ohne dabei zu erkranken. RNA-Impfstoffe hingegen bestehen aus Erbgut, das den Bauplan für die Proteine des Virus enthält. Diese Proteine sind die reine Hülle des Coronavirus, seine äußere Verkleidung auf mikrobiologischer Ebene. Diese Hülle wird nach der Impfung vom Körper selbst produziert. Der Körper erkennt in den selbst produzierten Protein-Hüllen fremde Coronaviren – und bildet Antikörper, obwohl das gefährliche Erbgut des Virus in den Hüllen nicht enthalten ist.

Wie wirksam ist der Biontech-Impfstoff?

Das Mainzer Unternehmen Biontech und sein US-Partner Pfizer beziffern die Wirksamkeit ihres Corona-Impfstoffs inzwischen auf 95 Prozent. In den entscheidenden Studien bekommt die Hälfte der Probanden den Impfstoff, die andere Hälfte ein Placebo. Dann wird beobachtet, wer sich mit dem Coronavirus infiziert. Aus der Verteilung der Infektionen ergibt sich die Wirksamkeit: Sind wie in diesem Fall 95 Prozent der infizierten Studienteilnehmer Teil der Placebo-Gruppe, ist der Impfstoff zu 95 Prozent wirksam. Unter anderem in Großbritannien ist das Mittel bereits zugelassen. „Die Studiendaten der Phase-3-Studien, die bereits veröffentlicht wurden, sind sehr vielversprechend“, sagt die Kölner Amtsapothekerin Simone Schmidt. „Einerseits in Hinblick auf den Impferfolg, gerade auch bei älteren Patienten, die grundsätzlich eher ein schlechteres Ansprechen auf Impfungen zeigen.“ Auch die Tatsache, das keine unerwarteten oder schwerwiegenden Nebenwirkungen festgestellt wurden, spreche für das Mittel, „auch, wenn es in Großbritannien nun in Einzelfällen zu Nebenwirkungen bei Impflingen mit hoher allergischer Prädisposition gekommen ist“. Reaktionen wie diese wurden von Forschern erwartet.

Welchen Nachteil haben RNA-Impfstoffe?

Der größte Nachteil ist die aufwendige Logistik. „Die Boten-RNA ist ein natürliches Zwischenprodukt des Körpers. Sie ist sehr instabil, da sie nur kurzfristig benötigt wird“, sagt Simone Schmidt. Um eine längere Haltbarkeit zu erreichen, muss der Biontech-Impfstoff bei minus 70 Grad transportiert werden. So gelangt er in die verschiedenen Impfzentren, wo er bei zwei bis acht Grad aufgetaut wird. „Es gibt jedoch Hoffnung, dass hier in sehr naher Zukunft nachgebessert und das Handling mit dem Impfstoff erleichtert wird“, so Schmidt.

Was ist der Vorteil von bereits etablierten Vektor-Impfstoffen?

Es ist davon auszugehen, dass einzelne Impfstoffe je nach Alter und Stand der Vorerkrankungen in bestimmten Gruppen wirksamer sind als in anderen. Experten halten die Entwicklung verschiedener Mittel daher für sinnvoll und notwendig. Die Firma AstraZeneca entwickelt gemeinsam mit der Universität Oxford einen Vektor-Impfstoff. „Die Vektor-Impfstoffe sind schon länger erprobt, insbesondere die Universität Oxford hat früh an diesem Typus gearbeitet“, sagt Professor Michael Hallek. Er leitet den Stab zur Pandemie-Bekämpfung an der Uniklinik Köln. Ein Vorteil von Vektor-Impfstoffen ist laut Clara Lehmann ihre Stabilität, da sie nicht – wie das Mittel von Biontech – bei minus 70 Grad transportiert werden müssen. Für ärmere Länder mit schlechterer Infrastruktur wäre es „wichtig, dass wir auch Vektor-Impfstoffe gegen das Coronavirus bekommen“.

Ist die schnelle Entwicklung ein Risikofaktor?

Rund zehn Monate nach Beginn der Entwicklung des Biontech-Impfstoffs steht nun die EU-Zulassung bevor. Der Hauptgrund dafür ist laut Schmidt, „dass Geld keine Rolle spielt“. So wurden weltweit riesige Summen in die Entwicklung investiert. Wartezeiten, die sonst durch die Beantragung von Födergeldern entstehen, gab es praktisch nicht. „Auch die behördlichen Prüfungen haben die gewohnt hohe Qualität“, sagt Clara Lehmann. Sie erklärt den schnellen Prozess am Beispiel der Kölner Uniklinik: „Hier beginnen wir am Montag mit unserer ersten Impfstoff-Studie, dort erproben wir das Mittel von Curevac. Dafür haben wir binnen sechs Wochen Personal beschafft, ein Studien-Team auf die Beine gestellt, das aus anderen Forschungsbereichen abgezogen wurde, die Räumlichkeiten vorbereitet und alle Prozesse detailliert geplant. Wir werden alle potenziellen Nebenwirkungen haarklein dokumentieren – wie immer“. Die Abläufe seien unverändert.

Schmidt ergänzt: „Es liegen Erfahrungen aus der Entwicklung von Impfstoffkandidaten gegen Sars vor, Studien finden teilweise parallel und nicht nacheinander statt.“ In speziellen Verfahren wurden „Studienergebnisse den Zulassungsbehörden frühzeitig übermittelt“. Auch das Prinzip des RNA-Impfstoffs und die Eignung von Spike-Proteinen als Antigen waren bereits bekannt. „Die britische und die amerikanische Arzneimittelbehörde, die den Impfstoff bereits zugelassen haben, haben die Daten gewissenhaft geprüft – so wie es auch die europäische Arzneimittelbehörde EMA in Amsterdam tun wird“, so die Apothekerin.

Sind Nebenwirkungen und Spätfolgen wahrscheinlich?

Laut Lehmann sind „bei jedem zugelassenen Impfstoff Spätfolgen möglich, auch, wenn er über zehn Jahre entwickelt wurde“. Bei RNA-Impfstoffen seien zum Beispiel Autoimmunerkrankungen theoretisch denkbar, die Wahrscheinlichkeit sei allerdings „sehr, sehr niedrig“. Sie vergleicht das Biontech-Mittel mit Impfungen gegen Gelbfieber und Masern, diese hätten jeweils „deutlich mehr Nebenwirkungen als RNA-Impfungen gegen das Coronavirus, das wissen wir schon heute“. Sie lohnen sich „in der Risiko-Nutzen-Abwägung aus meiner Sicht aber dennoch“. Umso mehr gelte das für Impfungen gegen Sars-Cov-2: „Die meisten Leute zucken nicht mit der Wimper, wenn es um Impfungen für Fernreisen geht.“ Die aktuelle Diskussion darum, ob man sich tatsächlich gegen das Coronavirus impfen lassen sollte, verstehe sie „überhaupt nicht. Man muss die Relationen im Auge behalten“.

Wie gefährlich sind Mutationen für die Effektivität der Mittel?

Im Süden von Großbritannien beobachten Forscher derzeit eine Mutation von Sars-Cov-2. Diese breitet sich laut dem britischen Gesundheitsminister Matt Hancock schneller aus als die bisherige Covid-19-Variante. Es gebe bereits 1000 Fälle. Grund zur Panik ist die Entwicklung nach einhelliger Expertenmeinung allerdings nicht. „Es kann sein, dass die Effektivität der Impfstoffe durch Veränderungen verringert wird“, sagt Clara Lehmann: „Viren verändern sich ständig, das ist ein normaler Prozess – allerdings handelt es sich bei Sars-Cov-2 um ein eher stabiles Virus.“ Langfristig werden Viren durch Mutationen in der Regel ungefährlicher und weniger tödlich. Inwiefern diese Tendenz auch für Sars-Cov-2 gilt, bleibt abzuwarten.

Wie wird die Pandemie im kommenden Jahr verlaufen?

Vorhersagen, da sind sich medizinische Experten einig, lässt sich das nicht. Aus den Beobachtungen der vergangenen Monate, der Impf-Studien und den Erfahrungen aus vergangenen Pandemien können allerdings verschiedene Szenarien abgeleitet werden. „Wir wünschen uns natürlich, dass im Sommer vieles wieder normal sein wird“, sagt Clara Lehmann.
„Mit Prognosen muss man sehr vorsichtig sein“, sagt Michael Hallek, „doch durch eine Kombination aus Sommer, Impfstoff und umsichtigem Verhalten können wir es schaffen, in Deutschland in einem Jahr weniger als 1000 Neuinfektionen pro Tag zu haben.“ Jürgen Zastrow ist sich sicher, „dass wir nächstes Jahr wieder so Weihnachten feiern können, wie wir es vor der Pandemie gemacht haben.“ Voraussetzung dafür sei, dass sich möglichst viele Menschen impfen lassen und dass die Corona-Impfungen Teil des Regelbetriebs in Arztpraxen werden.





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