Während sich das SARS-CoV-2-Virus ausbreitet, ändert es sich. Das hat ihm geholfen, unsere Firewalls zu überwinden, die Immunität, die durch Impfstoffe geschaffen oder zurückgelassen wird, nachdem wir uns von einer Infektion erholt haben. Aus diesem Grund befinden wir uns weit im dritten Jahr der Pandemie mitten in einer weiteren Welle von Covid-19, die von der bisher am stärksten immunvermeidbaren Variante, BA.5, verursacht wird. Und weitere Varianten kommen.
Während die Impfstoffhersteller versuchen, die Impfungen der ersten Generation zu aktualisieren, in der Hoffnung, unseren Schutz für den Herbst zu verbessern, verfolgen andere Wissenschaftler einen anderen Ansatz und stellen Impfstoffe her, die über Nasensprays oder Tabletten verabreicht werden, die mehr Immunverteidiger an der Vorderseite des Körpers einsetzen würden Linien: die Schleimhaut von Mund, Nase und Rachen.
„Die Hoffnung besteht darin, die Abwehrkräfte direkt in der Nase zu stärken, damit sich das Virus nicht einmal in der Nase replizieren kann“, sagte Dr. Ellen Foxman, Immunbiologin an der Yale School of Medicine. „Und dann kann jemand, der eine wirklich wirksame Schleimhautimpfung hat, nicht einmal die Virusreplikation wirklich unterstützen oder Viren herstellen, die andere Menschen infizieren können.
Wenn es funktioniert, besteht Hoffnung, dass die Schleimhautimmunität die Entwicklung neuer Coronavirus-Varianten verlangsamen und die Covid-19-Pandemie endlich unter Kontrolle bringen könnte.
Bis dahin ist es jedoch noch ein langer Weg, und viele Wissenschaftler sagen, dass der Ansatz eine Finanzspritze benötigt, um das Entwicklungstempo zu beschleunigen, ähnlich wie die Milliarden von Dollar, die durch die Operation Warp Speed ausgegeben wurden, die erste Generation von Covid-19-Impfstoffe in Rekordzeit.
Ein alter Ansatz trifft auf neue Technologie
Die meisten basieren auf den ältesten Arten von Impfstofftechnologien und verwenden abgetötete oder geschwächte Versionen eines Virus oder Bakteriums, um dem Körper beizubringen, wie er es erkennt und bekämpft, wenn eine echte Infektion im Gange ist.
Aufgrund dieser tatsächlichen Krankheitserreger können manche Menschen diese Art von Impfstoffen nicht verwenden. Es ist riskant, bestimmte Gruppen – einschließlich schwangerer Frauen und Personen mit geschwächtem Immunsystem – selbst geschwächten Viren auszusetzen.
Keiner hat das Ziel erreicht, die Übertragung einer Infektion zu verhindern, aber das könnte daran liegen, dass sie nicht die gleichen Investitionen wie injizierbare Impfstoffe erhalten haben, sagt Ed Lavelle, Immunologe am Trinity College in Dublin.
„Was bei Schleimhautimpfstoffen nicht wirklich passiert ist, sind enorme technologische Fortschritte, die bei injizierbaren Impfstoffen bereits vor Covid stattgefunden haben“, sagte Lavelle.
Das könnte sich aber bald ändern.
Können Nasenspray-Impfstoffe neue Varianten ausbremsen?
Weltweit werden mehr als ein Dutzend Nasenspray-Impfstoffe gegen Covid-19 getestet. Viele verwenden neuartige Technologien, wie die Bereitstellung von Anweisungen zur Herstellung des Spike-Proteins des Coronavirus durch harmlose Trojaner-Viren. Andere wollen die mRNA-Technologie, die bei den injizierbaren Impfstoffen so erfolgreich war, in Form eines Nasensprays einsetzen.
Ein Unternehmen, Vaxart, hat sogar eine Tablette hergestellt, die Anweisungen zur Herstellung von Teilen des neuen Coronavirus an den Darm liefert, der dann „in der Röhre“ Immunität aufbaut.
„Was wir herausgefunden haben, ist, dass Sie, wenn Sie eine orale Immunisierung durchgeführt haben, die Fähigkeit dieses Durchbruchs, andere Tiere zu infizieren, gehemmt haben“, sagte Sean Tucker, Chief Scientific Officer von Vaxart.
Die Vaxart-Tablette, die etwa die Größe und Form eines Aspirins hat, verwendet ein Adenovirus – das gleiche Verabreichungssystem, das von den Covid-Impfstoffen von Johnson & Johnson und AstraZeneca verwendet wird –, um Anweisungen zur Herstellung von Teilen des SARS-CoV-2-Spikes zu übermitteln Protein in die Darmzellen, was die Freisetzung von Antikörpern in Nase und Mund stimuliert.
In einer frühen Studie mit 35 Teilnehmern hatten 46 % nach Einnahme des Tablettenimpfstoffs einen Anstieg der Antikörper in der Nase. Diejenigen, die dies taten, schienen ein breites Spektrum an Immunität gegen eine Reihe von Arten von Coronaviren zu schaffen, und sie schienen diesen Schutz etwa ein Jahr lang aufrechtzuerhalten. Das kann etwas länger dauern als bei injizierbaren Impfstoffen, obwohl mehr Forschung erforderlich ist, um diese Ergebnisse zu bestätigen.
Tucker präsentiert diese ersten Ergebnisse am Montag auf der Konferenz in Seattle. Er sagt, dass sie in den kommenden Tagen auch als Preprint-Studie veröffentlicht werden.
Eine Phase-2-Studie mit einer Tablette mit einer etwas anderen Formulierung, an der fast 900 Teilnehmer teilnehmen, ist ebenfalls im Gange, sagt Tucker. Es soll im kommenden Sommer fertiggestellt werden.
Die meisten der in der Entwicklung befindlichen Schleimhautimpfstoffe sind so konzipiert, dass sie als Flüssigkeitsspritzer oder Sprühnebel in die Nase verabreicht werden können, und viele sollen als Auffrischimpfung bei Personen verwendet werden, die eine vollständige Grundserie von Covid-19-Impfstoffen erhalten haben.
„Ich betrachte sie nicht als nasale Impfstoffe. Ich betrachte sie als nasale Booster“, sagte Jennifer Gommerman, eine Immunologin an der University of Toronto, die sich auf gewebespezifische Immunität spezialisiert hat.
Das ist wichtig, sagt Gommerman, weil nasale Impfstoffe – wie FluMist – nicht wirklich gut funktioniert haben.
Die nächste Generation von Impfungen wird etwas anderes sein, sagt sie. Sie werden auf der körperweiten Immunität aufbauen, die durch Schüsse geschaffen wurde; Sie werden es einfach in die Nase und den Rachen leiten, wo es am dringendsten benötigt wird, sagt sie.
„Aber hier sprechen wir eigentlich über etwas anderes, wo wir darüber sprechen, auf der systemischen Immunität aufzubauen, die durch einen Impfstoff gegen drei mRNA-Schüsse induziert wurde, und diese systemische Immunität dann so zu trainieren, dass sie zu den oberen Atemwegen gelangt Boost durch die Nase”, sagt Gommerman.
Nur die Gruppe, die die Injektion gefolgt vom Nasenspray erhielt, entwickelte eine robuste Immunität gegen das Covid-19-Virus.
„Dieser Ansatz, den wir im Mausmodell gezeigt haben, schützt zu 100 % vor einer tödlichen Dosis einer SARS-CoV-2-Infektion und reduziert die Viruslast in der Nase und in der Lunge dramatisch“, sagte Iwasaki.
Auf IgA-Antikörper setzen
Schleimhautimpfstoffe zielen auch auf einen etwas anderen Teil des Immunsystems ab als Schüsse.
Injektionen veranlassen den Körper, Antikörper gegen das Virus zu bilden, das Covid-19 verursacht. Die meisten davon sind Y-förmige Proteine, sogenannte IgG-Antikörper, die darauf programmiert sind, bestimmte Teile des SARS-CoV-2-Virus entlang seiner Spitzen zu erkennen und zu blockieren, die Teile des Virus, die sich an unsere Zellen anheften und diese infizieren.
Ein viel kleinerer Teil davon sind IgA-Antikörper, und sie sehen aus wie zwei Ys, die an ihren Schwänzen miteinander verbunden und zur Seite gedreht sind, sodass sie eher wie ein Hundeknochen aussehen, sagt Gommerman.
Wie Türsteher in einer Bar sind IgA-Antikörper die primären Immunmoleküle, die in der Schleimhaut Wache halten.
Diese Moleküle sind kräftiger als IgG-Antikörper. Sie haben vier Arme statt zwei, und sie sind etwas Besonderes, weil sie weniger wählerisch sind, woran sie sich festhalten, als IgG-Antikörper.
„Sie sind vielleicht etwas promiskuitiver in der Art, wie sie verschiedene Varianten erkennen. Und das ist offensichtlich ein Plus“, sagte Gommerman.
Spritzen erhöhen für kurze Zeit die IgA-Antikörper in der Nase, aber die Hoffnung ist, dass Schleimhautimpfstoffe die Population dieser Wächter wirklich erhöhen und ihnen helfen werden, länger aktiv zu bleiben.
„Ob sie in der Lage sein werden, eine vollständige sterilisierende Immunität zu verleihen, ist eine sehr große Herausforderung“, sagte Gommerman. „Aber wir sollten jetzt daran arbeiten, die Übertragung von Mensch zu Mensch zu verlangsamen, weil dieses Virus weiter mutiert und dann unser Immunsystem täuscht und diese Schleimhautschicht passiert.
„Das ist jetzt ein sehr ansteckendes Virus“, sagte sie.
Iwasaki sagt, sie würde ihren Impfstoff gerne aus Tierversuchen in klinische Studien an Menschen verlegen.
„Wir befinden uns immer noch in der Phase, in der wir irgendwie darum kämpfen, Geld zu beschaffen, sogar den Impfstoff für den menschlichen Gebrauch herzustellen, weil es Millionen von Dollar kostet, und wir sitzen nicht auf dieser Art von Geld für das Forschungslabor“, sie sagte: “also noch nicht.”