Können neue Impfstoffe Coronavirus-Varianten besser bekämpfen?

Können neue Impfstoffe Coronavirus-Varianten besser bekämpfen?

Die ersten drei Coronavirus-Impfstoffe erhielten vor mehr als einem Jahr eine Notfallgenehmigung. Bisher wurden in den USA keine anderen Impfstoffe eingesetzt – aber das wird sich bald ändern. Mehr als 40 Impfstoffe befinden sich in klinischen Studien in den USA, die eine Reihe verschiedener Ansätze zum Schutz der Menschen vor dem Coronavirus anwenden. Vaibhav Upadhyay und Krishna Mallela untersuchen seit Ausbruch der Pandemie das Coronavirus-Spike-Protein und entwickeln COVID-19-Therapeutika. Gemeinsam erklären sie, welche Impfstoffe in der Entwicklung sind und warum einige der Impfstoffe besser sein sollten als die derzeit verfügbaren.

1. Warum arbeiten Unternehmen an neuen Impfstoffen?

Ein Hauptgrund, warum neue Impfstoffe wichtig sind – und warum sich die Welt immer noch mit COVID-19 befasst – ist das anhaltende Aufkommen von neue Varianten. Die meisten Unterschiede zwischen den Varianten sind Veränderungen im Spike-Proteindas sich auf der Oberfläche des Virus befindet und ihm hilft, in Zellen einzudringen und sie zu infizieren.

Einige dieser kleinen Veränderungen im Spike-Protein haben es dem Coronavirus ermöglicht menschliche Zellen effizienter infizieren. Diese Änderungen haben auch dazu geführt, dass frühere Impfungen oder Infektionen mit COVID-19 weniger Schutz vor den neuen Varianten bieten. Aktualisierte oder neue Impfstoffe könnten diese verschiedenen Spike-Proteine ​​besser erkennen und besser vor neuen Varianten schützen.

2. Welche Arten von Impfstoffen sind in Arbeit?

Bisher, Weltweit sind 38 Impfstoffe zugelassen, und die USA haben drei davon genehmigt. Es gibt derzeit 195 Impfstoffkandidaten in verschiedenen Entwicklungsstadien weltweit, aus denen heraus 41 befinden sich in klinischen Studien in den USA Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 können grob in vier Klassen eingeteilt werden: Ganzvirus-, Virusvektor-, proteinbasierte und nukleinsäurebasierte Impfstoffe.

Ganzvirus-Impfstoffe erzeugen eine Immunität unter Verwendung eines vollständigen, wenn auch geschwächten – als inaktiviertes oder attenuiertes – SARS-CoV-2-Virus. Derzeit befinden sich zwei dieser Impfstoffe in klinischen Studien in den USA. Virale Vektorimpfstoffe sind eine Variation dieses Ansatzes. Anstatt das gesamte Coronavirus zu verwenden, verwenden sie eine modifizierte Version von a harmloses Adenovirus, das Teile des Coronavirus-Spike-Proteins trägt. Der Johnson & Johnson-Impfstoff ist ein viraler Vektorimpfstoff, und es gibt ihn 15 weitere Kandidaten in dieser Kategorie in klinischen Studien in den USA.

Impfstoffe auf Proteinbasis verwenden nur das Spike-Protein oder einen Teil des Spike-Proteins, um eine Immunität zu erzeugen. Da das Spike-Protein einer der funktionell wichtigsten Teile des Coronavirus ist, reicht eine Immunantwort, die nur auf diesen einen Teil abzielt, aus, um eine Infektion zu verhindern oder zu überwinden. Die USA haben derzeit fünf Impfstoffe auf Proteinbasis, die sich in klinischen Studien befinden.

Nukleinsäure-basierte Impfstoffe sind derzeit die am weitesten verbreiteten in den USA. Diese werden aus genetischem Material, wie DNA oder RNA, hergestellt Codes für das Spike-Protein des Coronavirus. Sobald eine Person eine dieser Spritzen erhält, liest ihr Körper das genetische Material und produziert das Spike-Protein. Dies wiederum erzeugt eine Immunantwort. Es gibt 17 RNA- und zwei DNA-Impfstoffe in klinischen Studien in den USA Einige von ihnen verwenden das genetische Material neuerer Varianten, einschließlich aktualisierter Versionen der Moderna- und Pfizer-Impfstoffe.

3. Werden neue Impfstoffe besser sein als bestehende?

Die Impfstoffe von Moderna, Pfizer und J&J basieren auf dem ursprünglichen Stamm des Coronavirus und sind es weniger stark gegenüber neuen Varianten. Auf neuen Varianten basierende Impfstoffe würden einen besseren Schutz gegen diese neueren Stämme bieten als bestehende Impfstoffe, und einige befinden sich in der Entwicklung. Impfstoffe auf Nukleinsäurebasis sind am einfachsten zu aktualisieren und machen die Mehrheit der variantengerichteten Impfstoffe aus. Moderna hat dafür bereits einen Impfstoff hergestellt enthält mRNA sowohl der Beta- als auch der Omicron-Varianteund einige kürzlich veröffentlichte klinische Daten zeigen, dass es gegen neuere Varianten wirksamer ist als die Originalspritze von Moderna.

Während die Aktualisierung von Nukleinsäureimpfstoffen wichtig ist, deuten einige Forschungsergebnisse darauf hin, dass virale Vektor- oder ganze Virusimpfstoffe dies sein könnten effektiver gegen neue Varianten – ohne Aktualisierungsbedarf.

4. Was sind die Vorteile von Ganzvirus-Impfstoffen?

Impfstoffe auf Nukleinsäure- und Proteinbasis verwenden nur das Spike-Protein, um eine Immunantwort hervorzurufen. Bei einer Ganzvirus-Impfung erkennt das Immunsystem nicht nur das Spike-Protein, sondern auch alle anderen Teile des Coronavirus. Die anderen Teile des Virus helfen, schnell eine starke Immunantwort zu erzeugen, an der viele verschiedene beteiligt sind Zweige des Immunsystems und hält lange an.

Ein weiterer Vorteil von Impfstoffen mit ganzen Viren und viralen Vektoren ist die Einfachheit der Lagerung und des Versands. Virale Vektorimpfstoffe können sein in haushaltsüblichen Kühlschränken gelagert über Monate, manchmal Jahre. Im Vergleich dazu müssen die mRNA-Impfstoffe von Moderna und Pfizer sein bei ultraniedrigen Temperaturen gelagert und versendet. Diese Infrastrukturanforderungen machen Ganzvirus-Impfstoffe für den Einsatz an abgelegenen Orten in den USA sowie auf der ganzen Welt viel praktikabler.

5. Welche Nachteile haben Ganzvirus-Impfstoffe?

Es gibt einige Nachteile von Ganzvirus-Impfstoffen.

Um inaktivierte Virusimpfstoffe herzustellen, müssen Sie zunächst eine große Menge lebender Coronaviren herstellen und diese dann inaktivieren. Da ist ein kleines, aber legitimes Biogefährdungsrisiko verbunden mit der Produktion vieler lebender Coronaviren. Ein zweiter Nachteil besteht darin, dass inaktivierte Virus- und virale Vektorimpfstoffe möglicherweise keinen starken Schutz bei immungeschwächten Patienten.

Schließlich ist die Herstellung von Ganzvirus-Impfstoffen viel arbeitsintensiver als die Herstellung von mRNA-Impfstoffen. Sie müssen den Virus züchten, dann reinigen und dann inaktivieren, während Sie die Qualität bei jedem Schritt sorgfältig prüfen. Dieser lange Produktionsprozess macht es schwierig, große Mengen des Impfstoffs herzustellen. Aus den gleichen Gründen ist die Neugestaltung oder Aktualisierung von Ganzvirus-Impfstoffen für zukünftige Varianten schwieriger im Vergleich zu Ändern Sie einfach den Code auf Nukleinsäurebasis oder proteinbasierter Impfstoff.

Angesichts der Vor- und Nachteile jedes Impfstofftyps glauben wir, dass virusbasierte Impfstoffe eine wichtige Rolle bei der Schaffung einer lang anhaltenden, breiten Immunität gegen ein schnell mutierendes Virus spielen könnten. Aber auch einfach zu aktualisierende mRNA- oder proteinbasierte Ansätze, die auf die neuesten Varianten abgestimmt werden können, können ein Schlüssel zur Eindämmung der Ausbreitung der Pandemie sein. Da Impfstoffe aller Art in Arbeit sind, werden Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens und Regierungen auf der ganzen Welt mehr Instrumente zur Verfügung haben, um mit dem fertig zu werden, was das Coronavirus als Nächstes bringt.

Vaibhav UpadhyayPostdoktorand für Pharmazeutische Wissenschaften, Medizinischer Campus Anschutz der Universität von Colorado und Krishna MallelaProfessor für Pharmazeutische Wissenschaften, Medizinischer Campus Anschutz der Universität von Colorado

Dieser Artikel wird neu veröffentlicht von Die Unterhaltung unter einer Creative-Commons-Lizenz. Lies das originaler Artikel.

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