Mit der Entwicklung eines Coronavirus-Impfstoffs bereiten sich die Forscher auf die Zukunft vor.

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Da die Zahl der neuartigen Coronavirus-Infektionen weltweit täglich steigt, schreiten die Strategien zur Entwicklung eines sicheren und wirksamen Impfstoffs rasch voran.

Als Reaktion auf diese Krise des öffentlichen Gesundheitswesens sind Forscher des Precision Vaccines Program (PVP) am Bostoner Kinderkrankenhaus an vorderster Front dabei, einen Impfstoff zu entwickeln, der speziell auf ältere Menschen ausgerichtet ist – auf diejenigen, die am stärksten gefährdet sind, die Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) zu entwickeln, die durch das schwere akute respiratorische Syndrom-2-Coronavirus (SARS-CoV-2) verursacht wird.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation scheinen ältere Menschen und Menschen mit bereits bestehenden Erkrankungen anfälliger dafür zu sein, an COVID-19 schwer zu erkranken.

“Ältere Menschen haben ein anderes Immunsystem als gesunde Erwachsene mittleren Alters und reagieren oft nicht so robust auf die Immunisierung, so dass ein Impfstoff einer einzigen Größe nicht für alle geeignet ist”, sagte Ofer Levy, Professor für Pädiatrie an der Harvard Medical School und Direktor des PVP.

Fokussierung auf Adjuvantien

Das derzeit für die Impfstoffentwicklung verwendete Antigen ist das Coronavirus-Spike-Protein, das so genannt wird, weil es auf der Spitze eines Coronavirus-Partikels sitzt. Dies ist der Teil des Virus, an den sich das Immunsystem “erinnert”.

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Impfstoff-induzierte Antikörper, die vom Immunsystem gegen das Spike-Protein gebildet werden, können eine Infektion verhindern.

Die Strategie von PVP besteht darin, das Coronavirus-Spike-Protein mit Adjuvantien zu kombinieren: kleine Moleküle, die einem Impfstoff zugesetzt werden, um die Immunantwort des Empfängers zu verstärken.

“Insgesamt hoffen wir, dass ein präziser adjuvanter Ansatz die verschiedenen laufenden Impfstoff-Bemühungen weltweit unterstützen wird”, sagte Levy. “Adjuvantien können entscheidend sein, um eine stärkere, länger anhaltende und breitere Immunantwort zu erzielen, insbesondere bei Menschen mit geschwächter Immunität, wie z.B. bei älteren Menschen”.

Der Ansatz des Teams ist ungewöhnlich in der Bandbreite und Neuartigkeit der Adjuvantien, die sie untersuchen werden, sagte Levy.

Zusätzlich zu einer Sammlung bekannter Impfstoff-Adjuvantien wird das Team neue Adjuvantien testen, die es im Rahmen des von den National Institutes of Health finanzierten Programms zur Entdeckung von Adjuvantien des Sortenschutzes entdeckt hat.

“Diese Adjuvantien wurden durch ein Screening gegen menschliche Zellen entdeckt”, sagte Levy. “Dieser artspezifische Ansatz stellt ein Beispiel für die Präzisionsimpfstoffkunde dar.”

Altersspezifisch

Das Sortenschutzprogramm plant die Prüfung einer Vielzahl von Hilfsstoffen und Hilfsstoffkombinationen an menschlichen weißen Blutkörperchen, die von älteren Menschen stammen. Die Forscher werden dann die adjuvans-induzierten Immunantworten untersuchen.

“Unsere Untersuchung, bei der Einzel- und Kombinationsadjuvantien mit und ohne Coronavirus-Antigen verglichen werden, wird eine Adjuvanskombination identifizieren, die bei älteren Menschen am effektivsten eine optimale Immunantwort hervorruft”, sagte Levy. Diese Tests werden sofort beginnen und in den nächsten sechs bis acht Wochen fortgesetzt.

“Wir hoffen, in den nächsten Monaten ein klares Signal zu erhalten, welcher adjuvantierte Impfstoff in der klinischen Prüfung weitergeführt werden soll”, fügte er hinzu.

In der Regel werden bei der adjuvantbasierten Impfstoffforschung in der Entdeckungs- und frühen Entwicklungsphase weder die Spezies noch das Alter berücksichtigt.

“Unser Einsatz altersspezifischer menschlicher in-vitro-Systeme zur Risikominderung und Beschleunigung eines auf ältere Menschen zugeschnittenen adjuvantierten Impfstoffs ist neuartig”, sagte Levy. “Auf diese Weise bringen wir Präzisionsmedizin in die Impfstoffforschung.

Adjuvantien könnten auch eine kostensparende Strategie sein, so die Autoren, da das Antigen typischerweise der teuerste Teil eines Impfstoffs ist.

“Wenn wir in der Lage sein wollen, Milliarden von Impfstoffdosen bereitzustellen, können Adjuvantien die Antwort sein, da sie das Immunsystem so viel weniger Antigen benötigen, um eine schützende Immunantwort zu erhalten”, sagte Levy.

Tests an Mäusen

Die Gruppe untersucht auch die Coronavirus-Immunreaktionen in einem lebenden Tiermodell.

Die ersten Mäuse wurden bereits mit einem ähnlichen Coronavirus-Spike-Protein aus dem Coronavirus SARS-2003 mit oder ohne Leit-Adjuvans-Kombination geimpft, um eine frühe Messung der Antikörperantwort zu erhalten.

Mehrere führende Laboratorien liefern wesentliche Beiträge zum PVP bei den Bemühungen um die Entwicklung eines wirksamen, zielgerichteten Coronavirus-Impfstoffs, der für ältere Menschen gut funktioniert:

Die Planung eines saisonalen Coronavirus-Impfstoffs

Mit Blick auf die Zukunft strebt das Sortenschutzprogramm die Schaffung einer Impfstoffplattform und eines systematischen Programms an, das die Entwicklung von Impfstoffen bei künftigen Ausbrüchen des Coronavirus erleichtern würde.

“Dr. Anthony Fauci, Direktor des NIAID, hat vor dem Potenzial von SARS-CoV-2 gewarnt, sich zu einem saisonalen Virus wie der Grippe zu entwickeln”, sagte David Dowling, Ausbilder für Pädiatrie an der HMS und Mitglied des PVP. “Wenn dies der Fall ist, muss die biomedizinische Gemeinschaft möglicherweise die Entwicklung eines mehrwertigen jährlichen saisonalen Impfstoffs in Betracht ziehen, der gegen mehrere Koronaviren wirksam ist”.

Da bei der laufenden internationalen Überwachung zirkulierende Coronaviren-Stämme identifiziert werden, plant das PVP die Zusammenarbeit mit anderen Laboratorien, um entsprechende virale Spike-Proteine zu erhalten und die Reaktionen älterer Menschen auf verschiedene Adjuvans-/Antigen-Kombinationen zu modellieren, um festzustellen, welche am effektivsten ist.

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