COVID-19-Impfungen: Die verschiedenen Impfstoffarten erklärt

mRNA-Impfstoffe gehören zu den ersten zugelassenen Impfstoffen gegen COVID-19 (z.B. der Impfstoff von Pfizer-Biontech und ein ähnlicher Impfstoff von Moderna). Ein mRNA-Impfstoff liefert eine Bauanleitung an unsere Zellen, entweder als DNA oder mRNA, mithilfe derer die Zellen dann Teile des sogenannten Spike-Protein herstellen. Das Spike-Protein sitzt an der Hülle des Coronavirus. Unser Immunsystem erkennt das Protein als Fremdeiweiß und reagiert darauf: Es produziert Antikörper, um das Virus zu bekämpfen.⁴

  
Sobald die Bauanleitung durch die Impfung in die Zellen gelangt, beginnen diese mit der Produktion von Proteinabschnitten, die dem Immunsystem präsentiert werden und eine Immunantwort auslösen. Am Ende dieses Prozesses hat unser Körper gelernt, sich vor zukünftigen Infektionen zu schützen.

Das Spike-Protein ist ein einzelner Baustein des Virus und für sich harmlos – somit kann der Impfstoff keine COVID-19-Infektion hervorrufen. Es bleiben keine Rückstände des Impfstoffs im Körper, da die mRNA nach einigen Tagen aufgrund des natürlichen Zellabbaus wieder vom Körper ausgeschieden wird.

 
Forscherinnen und Forscher verfolgen mit genbasierten Impfstoffen bereits seit Jahren das Konzept, den Körper die Impfantigene selbst herstellen zu lassen. Somit ist auch die mRNA-Technologie nicht brandneu. Sie wurde bereits im Zusammenhang mit der Grippe und dem Zika-Virus erforscht.  

Das Interesse an dieser Impfstoffart ist groß. Wenn zum Beispiel neue pandemische Krankheitserreger oder schnell mutierende Coronaviren auftreten, können Forscher die mRNA eines Impfstoffs relativ schnell neu codieren, um die neuen Bedrohungen zu bekämpfen. Sind einmal geeignete Produktionskapazitäten aufgebaut worden, können in kurzer Zeit große Mengen des Impfstoffs hergestellt werden.⁶⁷⁸

Bei den COVID-19-Impfstoffen von Oxford-AstraZeneca und Janssen/Johnson & Johnson handelt es sich um virale Vektorimpfstoffe.

Bei dieser Art von Impfstoff wird genetisches Material des COVID-19-Virus in ein anderes, für den Menschen harmloses Virus eingefügt. Es kann keine Krankheiten auslösen, dient aber als Transportmittel und Plattform für die Produktion von Coronavirus-Proteinen, die eine Immunreaktion auslösen. Das Virus (auch Vektor genannt) dringt in eine Zelle in unserem Körper ein und nutzt dann die Zelle zur Produktion der Proteinbestandteile, die unser Immunsystem erkennen und auf die es reagieren soll. Dieser Impfstofftyp wird seit langem beispielsweise zur Bekämpfung von Dengue -Fieber und Ebola eingesetzt.

Anders als bei mRNA-Impfstoffen, bei denen die genetische Informationen sofort im Zellplasma ausgelesen werden, muss die vom Vektor getragene genetische Information zunächst im Zellkern in mRNA umgewandelt werden. Ab diesem Zeitpunkt passiert das Gleiche wie beim mRNA-Impfstoff: Der Körper stellt die Spike-Proteine selbst her, platziert sie an der Oberfläche der Zellen, woraufhin eine Immunreaktion ausgelöst und Antikörper gebildet werden.⁵ 

a)    Lebendimpfstoffe bzw. Lebend-attenuierte-Impfstoffe

Ein traditioneller Ansatz ist die Verabreichung geringer Mengen vermehrungsfähiger Viren, die jedoch so abgeschwächt oder die krank machenden Eigenschaften abgezüchtet wurden, dass sie die Erkrankung selbst nicht auslösen. Die Viren werden daher als „attenuierte“ (von lat. attenuare: „dünn werden, schwächen, vermindern“) Erreger bezeichnet. Sie ähneln noch immer dem ursprünglichen Virus und der Körper reagiert darauf mit Antikörpern.

Bekannte Beispiele von Lebendimpfstoffen sind solche gegen Mumps, Masern und Röteln, die meist lebenslangen Schutz bieten. Das ist der Fall, da sie der natürlichen Infektion sehr ähnlich sind.⁶⁷   Impfstoffe, wie diese sind jedoch möglicherweise nicht für Menschen mit geschwächtem Immunsystem geeignet, wie beispielsweise Krebspatienten oder Menschen mit HIV.

Das US-Unternehmen Codagenix hat klinische Studien mit einem Impfstoff in Form eines Nasensprays gegen COVID-19 begonnen, bei dem das lebend-attenuierte Virus zum Einsatz kommt.
 

b)    Totimpfstoffe 

Totimpfstoffe werden auch als inaktivierte Impfstoffe bezeichnet und enthalten entweder abgetötete Krankheitserreger oder einzelne Bestandteile oder Moleküle dieser Erreger, die nicht mehr vermehrungsfähig sind. Durch die Impfung mit einem Totimpfstoff wird das körpereigene Abwehrsystem angeregt – der menschliche Körper erkennt, dass die Erreger fremder Natur sind und regt das Immunsystem an, Antikörper zu produzieren. Totimpfstoffe benötigen immer mehrere Dosen, um eine schützende Immunantwort zu entwickeln, und müssen nach einer bestimmten Zeitspanne wiederaufgefrischt werden, um den Immunschutz zu gewährleisten. Totimpfstoffe werden derzeit bei Infektionskrankheiten wie Keuchhusten oder der Grippe verwendet. Zwei chinesische Unternehmen, Sinopharm und Sinovac, haben diesen Ansatz zur Entwicklung von COVID-19-Impfstoffen angewendet, die derzeit in China, den Vereinigten Arabischen Emiraten und Indonesien eingesetzt werden.

Anstatt einen ganzen Erreger zu injizieren, um eine Immunantwort auszulösen, werden bei diesem Impfansatz sehr spezifische Teile (die Untereinheiten) des Erregers verwendet, welche die Fähigkeit haben, Immunzellen zu stimulieren. 

Da diese Fragmente nicht in der Lage sind, eine Krankheit auszulösen, gelten Untereinheiten-Impfstoffe als sehr sicher und minimieren das Risiko von Nebenwirkungen, was aber auch bedeutet, dass die Immunantwort schwächer ausfallen kann. Aus diesem Grund benötigen sie oft Adjuvanzien (Wirkverstärker), um die Immunantwort zu unterstützen – etwa, indem sie unterstützen, dass der Impfstoff etwas länger an der Injektionsstelle verbleibt oder indem lokale Immunzellen stimuliert werden. Ein Beispiel für einen bestehenden Untereinheiten-Impfstoff ist der Hepatitis-B-Impfstoff.⁸ 

 
Das in US-Biotech-Unternehmen Novavax führt derzeit klinische Studien für einen COVID-19-Impfstoff durch, der auf diesem Ansatz basiert. Einer der beiden Impfstoffe, die bereits in Russland eingeführt wurden, basiert ebenfalls auf diesem Prinzip.