Während Wissenschaftler verzweifelt einem schnell mutierenden SARS-CoV-2-Virus nachjagen, indem sie versuchen, aktuelle COVID-Impfstoffe zu aktualisieren, um besser auf zirkulierende Varianten abzuzielen, brodelt im Hintergrund ein riesiges Projekt. Das Ziel ist die Entwicklung eines universellen Coronavirus-Impfstoffs, der so konzipiert ist, dass er eine so breite Immunität erzeugt, dass er Menschen vor allen derzeit zirkulierenden Stämmen von SARS-CoV-2 sowie vor allen zukünftigen Varianten schützt, die noch entstehen werden. Und es gibt mehrere überzeugende Kandidaten in der Pipeline.
Eine neue Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft berichtet über vielversprechende Ergebnisse aus vorklinischen Studien, die von Forschern des Caltech geleitet wurden. Der Impfstoff nutzt eine neuartige Mosaik-Nanopartikel-Technologie, um nicht nur vor SARS-CoV-2, sondern auch vor dem ursprünglichen SARS und mehreren Erkältungs-Coronaviren zu schützen.
Der experimentelle Impfstoff konzentriert sich auf eine bestimmte Gattung von Coronaviren, die als Betacoronaviren bezeichnet werden. Dies sind die klinisch relevantesten Arten von Coronaviren für den Menschen, darunter SARS, MERS, SARS-CoV-2 und zwei Coronaviren, die mit Erkältungen in Verbindung stehen – OC43 und HKU1.
Pamela Bjorkman, eine Caltech-Forscherin, die das Projekt leitet, sagte, dass die Schaffung einer breiten Immunität gegen die gesamte Gruppe der Betacoronviren Schutz vor neuen Viren bieten sollte, die in Zukunft auftauchen könnten. Und wenn man bedenkt, dass in den letzten 20 Jahren drei gefährliche Viren aus der Familie der Betacoronaviren aufgetaucht sind, ist es entscheidend, der möglichen nächsten Pandemie zuvorzukommen.
„Wir versuchen, einen All-in-One-Impfstoff herzustellen, der gegen SARS-ähnliche Betacoronaviren schützt, unabhängig davon, welche tierischen Viren sich entwickeln könnten, um eine Infektion und Ausbreitung beim Menschen zu ermöglichen“, sagte Bjorkman. „Diese Art von Impfstoff würde auch vor aktuellen und zukünftigen SARS-CoV-2-Varianten schützen, ohne dass eine Aktualisierung erforderlich wäre.“
Der Caltech-Impfstoff verwendet Nanopartikelgerüste, um eine Reihe verschiedener Betacoronavirus-Fragmente anzuheften. Der Impfstoff zielt auf acht verschiedene Betacoronaviren ab: SARS-CoV-2 und sieben weitere Betacoronaviren, die derzeit nur in Tieren zirkulieren, aber alle das Potenzial haben, in eine Form zu mutieren, die in Zukunft Menschen infizieren könnte.
Der Impfstoff konzentriert sich nicht auf das traditionelle Coronavirus-Spike-Protein, sondern verwendet stattdessen virale Fragmente, die als Rezeptor-Bindungsdomänen (RBDs) bezeichnet werden. Das sind Teile des Virus, die in menschlichen Zellen als eine Art Schnittstelle zwischen dem Spike-Protein und ACE2-Rezeptoren fungieren. RBDs sind wie der Anker, der das Virus mit dem menschlichen Rezeptor verbindet.
Wellcome Leap, Caltech und Merkin Institute
Und kürzlich durchgeführte Tierstudien, in denen dieser neuartige Impfstoff namens Mosaic-8 getestet wurde, haben beeindruckende Ergebnisse geliefert. In einer Reihe von Studien mit Mäusen und Primaten stellten die Forscher fest, dass der Impfstoff erfolgreich gegen die meisten Betacoronavirus-Stämme schützt.
Interessanterweise testeten die Forscher das Mosaic-8-Design gegen ein Nanopartikel, das ausschließlich mit einer SARS-CoV-2-RBD beladen war. Als Mäuse dem ursprünglichen SARS-Virus ausgesetzt wurden, überlebten nur die Tiere, denen der Mosaic-8-Impfstoff verabreicht wurde. Dies deutet darauf hin, dass die Kombination von acht verschiedenen Antigenen möglicherweise eine breite kreuzprotektive Immunität gegen verschiedene Arten von Betacoronaviren erzeugt.
„Tiere, die mit den Mosaik-8-Nanopartikeln geimpft wurden, lösten Antikörper aus, die praktisch jeden von uns untersuchten SARS-ähnlichen Betacoronavirus-Stamm erkannten“, bemerkte Koautor der Studie, Alexander Cohen. „Einige dieser Viren könnten mit dem Stamm zusammenhängen, der den nächsten SARS-ähnlichen Betacoronavirus-Ausbruch verursacht. Was wir also wirklich wollen, wäre etwas, das auf diese gesamte Gruppe von Viren abzielt. Wir glauben, dass wir das haben.“
Dank einer großen Finanzspritze von The Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI) ist Mosaic-8 auf dem besten Weg, sehr bald in Phase-1-Studien am Menschen überzugehen. Da wir das Jahr 2022 schreiben und die meisten Menschen auf der Welt entweder bereits einen COVID-19-Impfstoff erhalten haben oder zuvor mit SARS-CoV-2 infiziert waren, führen die Forscher zunächst Tierversuche durch, um den neuartigen Impfstoff an zuvor exponierten Tieren zu testen.
„Im einundzwanzigsten Jahrhundert gab es bereits drei schwere Coronavirus-Epidemien oder -Pandemien – und COVID-19 hat weiterhin verheerende Auswirkungen auf die Gesundheit, Gesellschaft und Wirtschaft der Welt“, sagte Richard Hatchett, CEO von CEPI. „Die Schaffung von Impfstoffen, die einen umfassenden Schutz gegen neu auftretende COVID-19-Varianten und zukünftige Coronavirus-Bedrohungen bieten könnten, würde nicht nur dazu beitragen, die schädlichen Auswirkungen einer weiteren COVID-19-ähnlichen Pandemie abzuschwächen, sondern auch dazu beitragen, den Zeitaufwand und die Mittel für die kontinuierliche Aktualisierung zu reduzieren Impfstoffformulierungen.“
Mosaic-8 ist sicherlich nicht der einzige universelle Coronavirus-Impfstoff, der sich derzeit in der Entwicklung befindet. Es gibt nicht weniger als 10 verschiedene Forschungsgruppen, die mit unterschiedlichen Strategien an der Herstellung eines Coronavirus-Impfstoffs arbeiten, der vor aktuellen und zukünftigen Varianten schützt.
Die US-Armee beispielsweise berichtete Anfang dieses Jahres über erfolgreiche präklinische Ergebnisse beim Testen eines einzigartigen Ferritin-Nanopartikels mit der Fähigkeit, 24 verschiedene Coronavirus-Antigene zu halten. Diese Forschung hat bereits die erste Phase von Studien am Menschen begonnen, und die Ergebnisse werden bald erwartet.
Die neue Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.
Quelle: Caltech