Experimenteller Impfstoff gegen SARS-CoV-2 bereits in klinischer Phase 1-Testung

Mi, 18.03.2020 — Redaktion

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Vor wenigen Tagen haben wir im ScienceBlog einen Bericht von Francis S. Collins, Direktor der US-National Institutes of Health (NIH) und ehem. Leiter des "Human Genome Project", über die Aktivitäten der NIH zur Entwicklung von Impfstoffen und antiviralen Agentien gegen SARS-CoV-2 gebracht [1]. Basierend auf der Strukturanalyse des sogenannten Spike-Proteins, mit dem das Virus an die Wirtszellen andockt, haben die NIH in Zusammenarbeit mit der Biotech-Firma Moderna (Cambridge, MA) in Rekordzeit einen spezifischen Impfstoff entwickelt: Eine Impfung mit der mRNA des Spike-Proteins soll den Organismus dazu bringen das Spike-Protein so zu produzieren, dass es eine Immunantwort auslöst. Die im Tierversuch vielversprechende Vakzine mRNA-1273 befindet sich laut Meldung der NIH schon seit vorgestern in Phase 1 der klinischen Prüfung [2]. Dabei wird auf Sicherheit und Erzeugung einer Immunantwort an gesunden Freiwilligen wird getestet.*

Die durch SARS-CoV-2 ausgelöste Pandemie hat zu einer bis dato beispiellosen Kooperation geführt. Weltweit tauschen nun Forschergruppen ihr Wissen und ihre neuesten Ergebnisse zu SARS-CoV-2 aus; der für seine Kostenplanung vielfach verfemte Pharma-Konzern Gilead hat China sein möglicherweise auch gegen SARS-CoV-2 wirksames Mittel Remdesivir für klinische Testungen zur Verfügung gestellt und rund 3 Dutzend von aus Hochschulen und Akademie stammende Forschergruppen befinden sich im Wettstreit, wer den ersten, gegen das Virus effizienten Impfstoff auf den Markt bringen kann. Derzeit gibt es ja keinen zugelassenen Impfstoff und auch kein Arzneimittel zur Verhinderung einer Infektion mit SARS-CoV-2.

Beispiellos ist auch die Geschwindigkeit mit der neue behandlungsrelevante Ergebnisse erzielt werden. Erst vor etwa 2 Monaten hatten chinesische Wissenschafter das Genom des SARS-CoV-2 entschlüsselt und kurz danach hatte auf dieser Basis ein NIH-finanziertes Forscherteam in Rekordzeit die erste 3D-Struktur eines für die Impfstoffentwicklung erfolgversprechenden Zielproteins in atomarer Auflösung erstellt [1]. Es ist dies das sogenannte Spike-Protein, das für die Andockung des Virus an die Wirtszellen verantwortlich ist. Abbildung 1.

Abbildung 1. Das Spike-Protein des Coronavirus SARS-CoV-2 - das Zielprotein gegen das Immunisierung erfolgen soll - in atomarer Auflösung. Mit den grünen Ketten im oberen Bereich dockt das Virus an die Wirtszellen an (siehe [1])in atomarer Auflösung. (Credit: McLellan Lab, University of Texas at Austin) Anm.Redn.: Die Struktur ist in der PDB Datenbank unter 6VSB hinterlegt (DOI: 10.2210/pdb6VSB/pdb)

Gegen dieses Protein wurde nun in Rekordgeschwindigkeit ein experimenteller Impfstoff entwickelt, der sich nun seit vorgestern in Phase 1 der klinischen Prüfung befindet.

Der experimentelle Impfstoff mRNA-1273....

Der Prüfimpfstoff - mRNA-1273 - wurde von Wissenschaftlern des zum NIH gehörenden Nationalen Instituts für Allergien und Infektionskrankheiten (NIAID)und dessen Mitarbeitern beim Biotechnologieunternehmen Moderna, Inc. mit Sitz in Cambridge, Massachusetts, entwickelt.

Wissenschaftler des NIAID Vaccine Research Center (VRC) und von Moderna konnten mRNA-1273 aufgrund früherer Studien zu verwandten Coronaviren, die SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) und MERS (Middle East Respiratory Syndrome) verursachen, schnell entwickeln. Coronaviren sind kugelförmig und haben Spitzen - Spike-Proteine - , die aus ihrer Oberfläche herausragen und den Partikeln ein kronenartiges Aussehen verleihen. Der Spike bindet an menschliche Zellen und ermöglicht dem Virus den Eintritt. Wissenschaftler von VRC und Moderna hatten bereits an einem MERS-Impfstoff gegen das Spike-Protein gearbeitet. Dies ergab einen Vorsprung für die Entwicklung eines Impfstoffkandidaten gegen das neue Corona-Virus. Sobald die genetische Information von SARS-CoV-2 verfügbar wurde, wählten die Wissenschaftler schnell eine Sequenz aus, um das stabilisierte Spike-Protein des Virus in der vorhandenen mRNA (Messenger-RNA) -Plattform zu exprimieren.

Applikation der mRNA des Spike-Proteins weist unsere Körperzellen an, das Virusprotein zu exprimieren und man hofft, dass dieses eine robuste Immunantwort auslöst. In Tiermodellen hat sich der Impfstoff bereits als erfolgversprechend erwiesen; dies ist nun der erste Versuch, der ihn beim Menschen untersucht.

... in Phase 1 der klinischen Prüfung

Diese hat gestern am Kaiser Permanente Washington Health Research Institute (KPWHRI) in Seattle begonnen. Geleitet wird die Studie von Lisa A. Jackson, Senior Investigator bei KPWHRI, finanziert wird die Studie vom NIAID. Als Teilnehmer werden 45 gesunde erwachsene Freiwillige im Alter von 18 bis 55 Jahren über einen Zeitraum von ungefähr 6 Wochen teilnehmen. Die erste Teilnehmerin erhielt gestern den Prüfimpfstoff.

Die Studie testet den experimentellen Impfstoff in verschiedenen Dosierungen auf Sicherheit und seine Fähigkeit, bei den Teilnehmern eine Immunantwort auszulösen. Die Studienteilnehmer erhalten im Abstand von ca. 28 Tagen zwei Dosen des Impfstoffs durch intramuskuläre Injektion in den Oberarm. Bei 15 Personen in jeder Dosisgruppe erhält jeder Teilnehmer bei beiden Impfungen jeweils eine Dosis von 25, 100 oder 250 Mikrogramm (mcg). Dabei erhalten die jeweils ersten vier Teilnehmer einer Gruppe die entsprechende Dosis und die restlichen Teilnehmer erst nach überprüfter Sicherheit.

Die Teilnehmer werden gebeten, für Nachuntersuchungen zwischen den Impfungen und für zusätzliche Besuche innerhalb eines Jahres nach der zweiten Impfung in die Klinik zurückzukehren. Die Ärzte überwachen die Teilnehmer auf häufig auftretende Impfsymptome wie Schmerzen an der Injektionsstelle oder Fieber sowie andere medizinische Probleme. Ein Protokollteam wird sich regelmäßig treffen, um Sicherheitsdaten zu überprüfen, und ein Sicherheitsüberwachungsausschuss wird außerdem regelmäßig die Versuchsdaten überprüfen und NIAID beraten. Die Teilnehmer werden außerdem gebeten, zu bestimmten Zeitpunkten für Blutabnahmen bereitzustehen; diese Proben werden dann im Labor getestet, um festzustellen ob und in welchem Ausmaß eine Immunantwort auf den experimentellen Impfstoff erfolgt ist.

Fazit

Mit mRNA-1273 wird ein neuer Weg beschritten: der Impfstoff besteht nicht aus einem abgeschwächten/ inaktivierten Virus oder Viruskomponenten, sondern aus der mRNA des Spike-Proteins, welches dann der Wirtsorganismus daraus bildet und - so hofft man - mit einer Immunreaktion und der Bildung von Antikörpern darauf reagieren wird. Die Phase-1-Studie mit mRNA-1273 ist in Rekordgeschwindigkeit gestartet worden. Es ist der erste Schritt im klinischen Entwicklungsprozess, der - bei positivem Ausgang - in weiteren Phasen mit einer großen Zahl an Probanden schlussendlich zu einem sicheren und wirksamen Impfstoff gegen eine Infektion mit SARS-CoV-2 führen soll. Bis ein solcher Impfstoff im besten Fall für die breite Anwendung zur Verfügung steht, wird es mindestens ein Jahr dauern.

*Der größtenteils von der NIH-News-Seite: NIH clinical trial of investigational vaccine for COVID-19 begins [2] stammende Text wurd von der Redaktion überstzt. 

Weiterführende Links

NIAID: Coronaviruses. https://www.niaid.nih.gov/diseases-conditions/coronaviruses

WHO: Coronavirus disease (COVID-19) outbreak. https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019

Francis S.Collins, 27.09.2018: Erkältungen - warum möglichweise manche Menschen häufiger davon betroffen sind..

 

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