Entwicklung eines Impfstoffs gegen SARS-CoV-2

Die Entwicklung des MVA-Vektorimpfstoffs in knapp fünf Minuten (zum Abspielen des Videos bitte auf das Pfeilsymbol klicken)

Am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung arbeiten Wisschaftler:innen an einem Impfstoff gegen SARS-CoV-2. Das besondere bei diesem Impfstoff: In ein abgewandeltes und damit harmloses Pockenvirus (MVA) werden die genetischen Informationen für ein Oberflächenprotein von SARS-CoV-2 eingebaut. Der MVA-Vektor ist bereits seit vielen Jahren erforscht und konnte erfolgreich bei anderen Impfstoffprojekten eingesetzt werden. Für die Impfstoffentwicklung arbeitet das DZIF mit der Firma IDT-Biologika in Dessau zusammen.
Ende September 2020 hat das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) die Genehmigung vom Paul-Ehrlich-Institut, Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel, und der Ethikkommission der Ärztekammer Hamburg, für den Start der klinischen Prüfung erhalten. Am 9. Oktober wurde der ersten Probandin der Impfstoff MVA-SARS-2-S gegen COVID-19 injiziert. Im Januar 2021 lagen die Ergebnisse vor: Der Impfstoff erwies sich als sicher, aber die Wirkung blieb hinter den Erwartungen zurück. Nach einer gründlichen Ursachenforschung wird die Phase-I-Studie seit Juli 2021 mit einem optimierten Impfstoff fortgesetzt.

Hintergrund

Seit das neue Coronavirus SARS-CoV-2 erstmals in China aufgetaucht ist, begleiten die Wissenschaftler:innen und Ärzt:innen im DZIF die Entwicklung mit ihren Forschungsarbeiten. Unter der Leitung von Prof. Gerd Sutter, Virologe an der LMU München, wird ein sogenannter Vektor-Impfstoff entwickelt, der auf dem „Modifizierten Vacciniavirus Ankara“ (MVA) als Vektor basiert. Das Impfvirus MVA wurde bereits vor mehr als 30 Jahren an der LMU als Impfstoff gegen Pocken generiert. Die MVA-Viren sind so abgeschwächt, dass sie als harmlose Vektoren für andere Impfstoffe dienen können. Sie sind nicht vermehrungsfähig, die eingeschleuste Gen-Information täuscht dem Immunsystem jedoch eine Infektion vor und regt die Produktion von Antikörpern und einer zellulären Immunität an. Im DZIF wurde dieser Vektor bereits erfolgreich für die Entwicklung eines Impfstoffs gegen das MERS-Coronavirus verwendet, einem nahen Verwandten von SARS-CoV-2.

Entwicklung

DZIF-Forschende an der LMU München, der Universität Marburg und dem UKE Hamburg konnten schnell nach Ausbruch der Corona-Epidemie die Entwicklung eines neuen Impfstoffs gegen das SARS-CoV-2 starten, hatten sie doch mit der Entwicklung eines MERS-Impfstoffs das notwendige Grundlagenwissen. An der LMU München hat das Team um Gerd Sutter ein stabiles MVA-Virus mit einem Bauteil des Coronavirus erzeugt. Die Firma IDT-Biologika entwickelte eine Zelllinie sowie ein Verfahren, das die großtechnische Produktion eines hochreinen MVA-Vektorimpfstoffs überhaupt erst möglich macht. Im Juli konnten die ersten Impfdosen abgefüllt werden. Die klinische Prüfung wird geleitet von Prof. Marylyn Addo (UKE Hamburg-Eppendorf) und am dortigen Clinical Trial Center North durchgeführt. In Marburg wird das Team um Prof. Stephan Becker das Immun-Monitoring durchführen – also die Charakterisierung der Antikörper-Antwort auf den Impfstoff.

Partner

  • LMU (Gerd Sutter)
  • Uni Marburg (Stephan Becker)
  • UKE (Marylyn Addo) und CTC North (Saskia Borregaard)
  • Klinikum der LMU (Michael Hölscher)
  • Universitätsklinikum Tübingen (Peter Kremsner)
  • IDT Biologika (Andreas Neubert)

Häufig gestellte Fragen/ FAQs

Was ist ein Vektor-Impfstoff und welcher Vektor wird im DZIF eingesetzt?

Vektor-Impfstoffe sind gentechnisch veränderte und damit harmlose Viren, die als Vektor dienen, um das genetische Material eines Erregers, hier SARS-CoV2, in Zielzellen einzuschleusen. Der virale Vektor kann sich nicht vermehren, die eingeschleuste DNA-Sequenz – das Bauteil des Coronavirus -aber kann eine Infektion vorgaukeln und löst die Produktion von Antikörpern aus.

Unter der Leitung von Prof. Gerd Sutter, Virologe an der LMU München, wird im DZIF ein Vektor- Impfstoff entwickelt, der auf dem „Modifizierten Vacciniavirus Ankara“ (MVA) als Vektor basiert. Das Impfvirus MVA wurde schon vor mehr als 30 Jahren an der LMU als Impfstoff gegen Pocken generiert. Im DZIF wurde dieser Vektor bereits erfolgreich für die Entwicklung eines Impfstoffs gegen das MERS-Coronavirus verwendet. Entscheidend für die Wirkung des Impfstoffes sind die Bestandteile des Virus, gegen die der Mensch Antikörper bilden soll. Die Wissenschaftler:innen haben als geeignetes Coronavirus-Bauteil das Spike-Protein auf der Oberfläche des SARS-CoV-2-Virus ausgewählt. Dieses Protein ist wichtig für das Eindringen des Virus in die menschliche Zelle. Die entsprechende Gensequenz, sprich der Bauplan dieses Proteins, wird nun mit der genetischen Information des MVA-Vektors kombiniert. Die genetischen Informationen für das Oberflächenprotein des SARS-CoV-2 werden in die MVA-Plattform eingebaut. Das entstandene Impfvirus dringt dann bei einer Impfung in die Zellen ein und synthetisiert das Spike-Protein, das vom Immunsystem als „fremd“ erkannt wird und damit die Immunantwort stimuliert. Es werden spezifische Antikörper und T-Zellen gegen das Spike-Protein gebildet, die dann eine spätere Infektion mit dem Virus verhindern sollen.

Ansprechpartner bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Gerd Sutter
E-Mail an die Pressestelle der LMU München

 

Wie ist der aktuelle Stand der SARS-CoV-2-Impfstoffentwicklung?

Die klinische Phase I wurde am UKE Hamburg in Zusammenarbeit mit dem Clinical Trial Center North (CTC North) durchgeführt. Erste Datenauswertungen zeigten, dass die Impfungen sicher und gut verträglich mit geringen Nebenwirkungen sind, allerdings lagen die Immunreaktionen unter den Erwartungen. Der Start der zweiten Studienphase wurde daher Anfang 2021 zunächst ausgesetzt. Seit Juli 2021 wird die klinische Erprobung mit einem optimierten Vektor-Impfstoff fortgesetzt.

Jetzt werden 30 Proband:innen gesucht, um die Dosierung des Impfstoffes, seine Verträglichkeit und die Immunreaktion zu überprüfen. Es wurde bereits begonnen, eine Probanden-Datenbank im UKE und am CTC North anzulegen.

Ansprechpartnerin bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Marylyn Addo
E-Mail

Was passiert jeweils in den klinischen Studien der Phasen I, II und III? Klinische Studie der Phase I: Test der Sicherheit

Klinische Studie der Phase I: Test der Sicherheit

In der Studie der klinischen Phase I werden zunächst insgesamt 30 gesunde, freiwillige Probandinnen und Probanden geimpft; dabei werden im Abstand zwei verschiedene Dosierungen getestet. In der laufenden Studie wird die Altersgruppe 18 bis 64 Jahre eingeschlossen. Die Impfung erfolgte intramuskulär in den nicht-dominanten Oberarm, danach wurden die Probanden noch einige Stunden im Clinical Trial Center North (einem auf Studien der frühen Phasen spezialisiertes Institut auf dem Gelände des UKE) in Hamburg überwacht und dann nach Hause entlassen. In den sechs Monaten nach Impfbeginn werden die Probanden regelmäßig untersucht, die Impfstellen angeschaut, Blut entnommen und die Verträglichkeit anhand eines vorgegebenen Fragebogens dokumentiert. Nebenwirkungen wie Fieber, Kopfschmerzen, Muskelschmerzen etc. werden in einem Studientagebuch abgefragt. Neben der Sicherheit wird die Immunreaktion (Bildung von Antikörpern und T-Zellen) im Körper gemessen und mit der gewünschten Immunreaktion, die auch COVID-Patienten zeigen, verglichen.

Phasen II und III

Bei positiven und sicheren Ergebnissen kann die Phase-II-Studie starten, in der weitere Probandengruppen in die Studie eingeschlossen werden. An diesen Phase-II-Studien werden neben Hamburg auch Tübingen, München und weitere Studienzentren beteiligt sein.

Bei der klinischen Studie der Phase II wird der Impfstoff dann an 700 bis 800 Freiwilligen getestet werden. Hier geht es unter anderem darum, die richtige Dosierung zu finden und immer wieder auch die Verträglichkeit und die Wirksamkeit zu testen.

Phase III ist dann entscheidend: Hier sollen bis zu 30.000 Probanden einbezogen werden. Das Konzept für die Studien der Phasen II und III wird derzeit erarbeitet. Es hängt auch vom Verlauf der Pandemie ab. Vorgesehen sind auch Studien in Afrika, wo das DZIF enge Partnerschaften hat.

Wer kann an den klinischen Studien als Proband:in teilnehmen und wie kann man sich bewerben?

Seit Juli 2021 wird der optimierte DZIF-Vektorimpfstoff getestet. Für die Studie werden noch gesunde - bisher nicht gegen SARS-CoV-2 geimpfte oder an SARS-CoV-2 erkrankte - Proband:innen im Alter von 18 bis 64 Jahren gesucht:
Die Studie umfasst ein Gesundheitsscreening, zwei Impftermine und 14 Kontrolltermine innerhalb eines Zeitraumes von sieben Monaten. Die Proband:innen erhalten dafür eine Aufwandsentschädigung. An einer Studienteilnahme Interessierte können sich im medizinischen Auftragsinstitut CTC North melden:

E-Mail
Telefon: +49 40 524719  111

Informationen für Probanden

Was weiß man bereits über die Wirksamkeit des DZIF-Impfstoffs und wie lange wird er voraussichtlich wirken?

Über die immunologische Reaktion im Körper und die nachhaltige Wirkung lässt sich noch nichts Abschließendes sagen. Die in den Studien gemessene Immunantwort kann Anhaltspunkte dazu liefern. Um die Wirksamkeit eines Impfstoffes tatsächlich zu bestätigen, muss die Schutzwirkung der Impfung vor einer Infektion oder Erkrankung nachgewiesen werden. Dazu müssen häufig sehr viele Menschen geimpft werden, die dem Erreger potenziell ausgesetzt sind.

Ansprechpartner/in bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Stephan Becker
E-Mail an die Pressestelle der Uni Marburg

 

Wo und wie werden die Vektor-Impfstoffe hergestellt?

Nach der Entwicklung im Labor, bei der die gewünschte DNA-Sequenz in das Genom der Viren kloniert wurde, übernimmt die Firma IDT Biologika die Produktion des Impfstoffs in größerem Umfang. Als Impfstoffspezialist mit fast 100jähriger Erfahrung hat die IDT einen umfangreichen Erfahrungsschatz bei der Entwicklung und Zulassung von viralen und bakteriellen Impfstoffen. In den vergangenen Jahren hat IDT mit dem DZIF und finanziert durch die Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI) bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Impfstoffes gegen ein anderes Coronavirus, das MERS-Virus entwickelt. Die CEPI hat auch wesentlich mitgeholfen, die jetzt zur Verfügung stehenden Technologien zu entwickeln. Diese Kenntnisse und die exzellente Zusammenarbeit mit dem DZIF nutzt IDT jetzt für die Herstellung eines Impfstoffes gegen SARS-CoV-2.

Ansprechpartner/in bei vertiefenden Presseanfragen: Dr. Andreas Neubert
E-Mail an die Pressestelle von IDT Biologika

Wie genau funktioniert eigentlich die Impfstoffentwicklung im DZIF und was passiert in den klinischen Phasen? (Erklärungen zum Nachhören)

Marylyn Addo und Till Koch geben im Gespräch Antworten auf diese Frage. Beide arbeiten am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf und bereiten für das DZIF eine klinische Studie zum MVA Vektor-Impfstoff vor. Das Gespräch kann unter dem Titel „Die Jagd auf den SARS-CoV-2-Impfstoff“ in voller Länge nachgehört werden in der Reihe „Hörsaal“ auf Deutschlandfunk Nova. Grundlage für den Radiobeitrag ist Till Kochs Podcast „infektiopod.de“, der für Deutschlandfunk Nova zwei Podcast-Specials zum Thema Impfstoffentwicklung produziert hat. Wir stellen für Sie hier einen Ausschnitt aus dem Gespräch zur Verfügung:

 

Ansprechpartner/in bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Marylin Addo und Dr. Till Koch

E-Mail an die Pressestelle des UKE Hamburg-Eppendorf