Ein mRNA-Impfstoff mit einem Twist – er kopiert sich selbst – schützt vor COVID-19 | Wissenschaft

Ein Third Messenger RNA (mRNA)-Impfstoff scheint sich gegen COVID-19 bewährt zu haben. Und obwohl er mehr als ein Jahr hinter den Impfstoffen von Moderna und Pfizer-BioNTech liegt, die jetzt als Goldstandards gelten, kann der neue Impfstoff erhebliche Vorteile haben: einfachere Lagerung sowie geringere Kosten, da sein „selbstverstärkendes“ Design niedrigere Dosen ermöglicht.

Arcturus Therapeutics aus San Diego, das eine placebokontrollierte Studie mit seinem Kandidaten an mehr als 17.000 Teilnehmern in Vietnam durchführte, gab gestern in einer Pressemitteilung bekannt, dass der Impfstoff zu 55 % gegen symptomatisches COVID-19 und zu 95 % gegen schwere Krankheiten wirksam sei Tod. „Es ist ein großer Erfolg, dass sich zum ersten Mal gezeigt hat, dass ein selbstamplifizierter RNA-Impfstoff sicher und wirksam ist“, sagt Deborah Fuller, Impfologin an der University of Washington School of Medicine und Beraterin von HDT Bio eigenen selbstamplifizierten COVID-19-mRNA-Impfstoff in Studien am Menschen.

Der Erfolg von Arcturus könnte auch dazu beitragen, mRNA-Impfstoffe breiter verfügbar zu machen. Sein Kandidat beinhaltet einen Gefriertrocknungsprozess, um die mit mRNA gefüllte Lösung in ein Pulver umzuwandeln, das bei Raumtemperatur gelagert und dann rehydriert werden kann. Dies hat viel einfachere Anforderungen an die Kühlkette als die herkömmlichen flüssigen mRNA-Impfstoffe, die verwendet werden. Und das vietnamesische Unternehmen Vinbiocare Biotechnology, das bei der Studie mit Arcturus zusammengearbeitet und die Wirksamkeitsdaten an die Aufsichtsbehörden des Landes für die Notfallgenehmigung übermittelt hat, hofft, das Produkt dort herstellen zu können.

Die Impfstoffe von Pfizer-BioNTech und Moderna enthalten mRNA, die für das SARS-CoV-2-Spike-Protein kodiert. Wenn die Impfstoffe injiziert werden, liefern sie die mRNA an die Zellen, die Kopien des Spikes erstellen und dann das fremde genetische Material innerhalb von Tagen eliminieren. Der selbstverstärkende Impfstoff von Arcturus und andere in der Entwicklung befindliche Impfstoffe umfassen Alphavirus-Enzyme, um den genetischen Strang innerhalb einer Zelle wiederholt zu kopieren und mehr als doppelt so lange im Körper zu bleiben.

Einige Forscher haben davor gewarnt, dass selbstamplifizierte Impfstoffe keine mRNA-Modifikation verwenden können, die der Schlüssel zu Moderna- und Pfizer-BioNTech-Impfstoffen ist: das Ersetzen von Uridin, einem natürlichen Baustein der RNA, durch Pseudouridin. Studien haben gezeigt, dass das Austauschen zu einem höheren Spike-Proteinspiegel und einer geringeren Produktion von Immunchemikalien, sogenannten Zytokinen, führt, die Nebenwirkungen verursachen können. Ein herkömmlicher mRNA-Impfstoff von CureVac ist letztes Jahr in einer Wirksamkeitsstudie durchgefallen, und einige Wissenschaftler haben vermutet, dass dies möglicherweise daran lag, dass kein Pseudouridin verwendet wurde. Aber Arcturus sagt, dass die Wirksamkeitsergebnisse diese Bedenken widerlegen. “Das ist eine große Sache für das Gebiet”, sagt Pad Chivukula, der wissenschaftliche Leiter des Unternehmens.

Die Studie, die im August 2021 begann, verabreichte den Teilnehmern im Abstand von 28 Tagen zwei Dosen mit jeweils 5 Mikrogramm selbstamplifizierter mRNA. Die Pfizer-BioNTech- und Moderna-Impfstoffe verwenden für die ersten beiden Injektionen Dosen von 30 Mikrogramm bzw. 100 Mikrogramm.

Wie die meisten Hersteller von COVID-19-Impfstoffen mit neuen Ergebnissen aus Wirksamkeitsstudien hat Arcturus nur einen Überblick über die Ergebnisse veröffentlicht. Das Endergebnis gegen symptomatische Infektionen – 55 % Wirksamkeit – ist niedriger als die 90 % bis 95 %, die in Studien mit den ersten beiden mRNA-Impfstoffen beobachtet wurden. Aber diese Impfstoffe kamen mit dem ursprünglichen SARS-CoV-2-Virus zurecht. Der Kandidat Arcturus, der auf einem ähnlichen Stamm basiert, sollte vor den während der Studie in Vietnam zirkulierenden Delta- und Omicron-Varianten schützen, die sich erheblich aus dem Vorfahrenstamm weiterentwickelten und die Wirksamkeit der durch den Impfstoff ausgelösten Antikörper verringerten. Fuller sagt, dass die derzeitige reale Wirksamkeit bestehender mRNA-Impfstoffe in der gleichen Größenordnung liegen könnte. Von den 43 schweren Fällen von COVID-19, die von Arcturus während der Studie aufgezeichnet wurden, befanden sich nur zwei in der geimpften Gruppe, und neun der 10 Menschen mit COVID-19, die starben, erhielten das Placebo.

„Das sind in der Tat aufregende Ergebnisse“, sagt der Chemiker Benjamin Pierce, der an der Durchführung einer ugandischen Studie mit einem selbstamplifizierten mRNA-COVID-19-Impfstoff des Imperial College London beteiligt ist. “Die hier verwendete niedrige Dosis – sechs- bis 20-mal niedriger als die von zugelassenen RNA-Impfstoffen – zeigt weiter, dass die selbstamplifizierte RNA-Technologie ein solches Potenzial hat. Ich freue mich darauf, weitere Daten aus der Studie zu sehen.

Laut Fuller würde ein selbstamplifizierter mRNA-COVID-19-Impfstoff idealerweise die beiden Primärdosen ersetzen und ihm einen noch deutlicheren Vorteil gegenüber seinen herkömmlichen Verwandten verschaffen. Eine Auffrischimpfung Monate später könnte immer noch gerechtfertigt sein, wie es derzeit für aktuelle mRNA-Impfstoffe empfohlen wird. Aber selbstamplifizierte mRNAs könnten auch zu länger anhaltenden Immunantworten führen, schlägt Fuller vor.

Als die Arcturus-Studie begann, hatten weniger als 15 % der berechtigten vietnamesischen Bevölkerung auch nur eine einzige Injektion eines COVID-19-Impfstoffs erhalten. Jetzt sind es 80 %, was die Frage nach der Impfleistung bei der überwiegenden Mehrheit der Menschen aufwirft, die bereits geimpft oder auf natürliche Weise SARS-CoV-2 ausgesetzt waren. Arcturus hofft, bald eine Studie mit 2.400 Personen starten zu können, um seinen Wert als Booster einzuschätzen. Diese Studie soll zeigen, dass der Impfstoff die Antikörperreaktionen verstärkt, von denen andere Studien gezeigt haben, dass sie mit dem Schutz korrelieren – obwohl noch kein neuer COVID-19-Impfstoff die Genehmigung der strengen US-amerikanischen oder europäischen Regulierungsbehörden erhalten hat.

Die Zusammenarbeit zwischen Pfizer, BioNTech und Moderna wurde heftig dafür kritisiert, dass sie ihre Herstellungsfähigkeiten und ihr geistiges Eigentum nicht schnell mit Entwicklungsländern teilte, die relativ wenig Zugang zu ihren mRNA-Impfstoffen hatten. Arcturus hingegen schloss im August 2021 eine Technologietransfervereinbarung mit Vinbiocare ab, die in Hanoi eine Fabrik zur Herstellung des Impfstoffs baut.

Aber da ein Großteil der Welt geimpft ist, kommt der Arcturus-Impfstoff möglicherweise zu spät auf den Markt, zumindest für die Grundimmunisierung. Chivukula ist zuversichtlich, dass er einen Markt in Ländern finden wird, die viel niedrigere Impfraten als Vietnam haben, und betont, dass dies zu „einem Preis sein wird, den sich jeder leisten kann“.

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