Ein medizinischer Durchbruch, der Tausende von Leben retten und die tödlichste Pandemie seit mehr als einem Jahrhundert effektiv unterdrücken könnte, steht unmittelbar bevor, so scheint es. Und alles, was es brauchte, um diesen Punkt zu erreichen – neben dem unkalkulierbaren Schmerz und Leid von Millionen von Menschen weltweit –, war das Talent einer wahren Armee von Wissenschaftlern, ein Stoß in den Rücken und einige geschickte Manöver der US-Regierung, eine gute Idee, die würde 't go away, und Milliarden und Milliarden und Milliarden von Dollar.
„Die Menge an Ressourcen, die dafür aufgewendet werden, ist einfach beispiellos“, sagt Jim Richardson, leitender wissenschaftlicher Verbindungsmann bei US Pharmacopeia , einer 200 Jahre alten wissenschaftlichen gemeinnützigen Organisation, die bundesweit durchgesetzte Qualitätsstandards unter anderem für Impfstoffe festlegt . „Milliarden von Dollar wurden noch nie in so kurzer Zeit für ein Problem dieser Größenordnung eingesetzt, selbst bei H1N1 und anderen Dingen, die im Laufe der Jahre passiert sind. Dies hat wirklich viele verschiedene Plattformen angespornt, die die Menschen haben daran arbeite ich schon lange."
Dutzende von Unternehmen haben mit verschiedenen wissenschaftlichen Methoden diese staatlichen Dollars (und auch ziemlich viel privates Kapital) verschlungen, um einen Impfstoff zu entwickeln, der das hinter der Pandemie steckende Coronavirus stoppt. Es ist offensichtlich eine wichtige Arbeit: Das Virus, das COVID-19 verursacht, hat (zum Zeitpunkt dieser Veröffentlichung) mehr als 56 Millionen Menschen auf der Welt infiziert und mehr als 1,3 Millionen getötet . Es ist allein in den USA für mehr als 250.000 Todesfälle verantwortlich.
Insbesondere zwei der Unternehmen, die versuchen, einen COVID-19-Impfstoff zu entwickeln, haben sich durch die Anwendung eines mutigen, noch unbewiesenen Verfahrens von der Konkurrenz abgehoben.
Diesmal könnte es einfach funktionieren.
Fast-Tracking eines Impfstoffs
Bevor das Coronavirus, das COVID-19 verursacht, Anfang 2020 seinen stacheligen Kopf erhob, war die Entwicklung von Impfstoffen ein mühsamer, jahrelanger Prozess. Der Mumps-Impfstoff wurde 1967 eingeführt, was als die schnellste Implementierung in der Geschichte gilt. Es dauerte vier Jahre.
Der Impfstoff gegen dieses Coronavirus (offiziell das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 oder SARS-CoV-2) ist aus mehreren Gründen auf einem viel, viel schnelleren Weg.
Erstens haben Wissenschaftler ein Virus wie dieses schon einmal gesehen: Der SARS-Ausbruch im Jahr 2003 infizierte weltweit mehr als 8.000 Menschen und tötete fast 800. Dieses SARS-CoV-2-Virus, so stellt sich heraus, ist im genetischen Material zu 80 Prozent identisch mit dem SARS-CoV-2-Virus im Jahr 2003. Alles, was die Forscher diesmal brauchten, war zu sehen, wie sich dieses Virus vom letzten unterschied. Die chinesischen Wissenschaftler, die das SARS-2-Virus im Januar entdeckten, kartierten fast sofort seine Genome und stellten jedem eine Textdatei seines vollständigen DNA-Satzes zur Verfügung .
Zweitens scheinen die beiden Unternehmen, die das Rennen um einen Impfstoff anführen – Moderna , das mit den National Institutes of Health zusammenarbeitet, und Pfizer , das mit der deutschen Firma BioNtech zusammenarbeitet – endlich eine einst verworfene Idee perfektioniert zu haben ein Impfstoff, um das Virus anzugreifen. Die neue Methode zur Herstellung eines Impfstoffs (mehr dazu weiter unten) ist einfach viel schneller als die alte.
Und drittens ... nun, diese Milliarden und Abermilliarden von Dollar haben sicherlich ein Feuer entzündet.
Der neue Impfstoff und der mRNA-Weg
Um diese neuen Impfstoffe zu verstehen, muss man die alten verstehen. Herkömmliche Impfstoffe verwenden typischerweise eine geschwächte (oder attenuierte ) Form des angreifenden Virus, um die natürliche Fähigkeit einer Person, Krankheiten zu bekämpfen, zu unterstützen. Das „tote“ Virus wird in den Körper injiziert, das Immunsystem schaltet auf Hochtouren, um es zu bekämpfen, und wenn das echte Virus angreift, ist unser Körper im besten Fall bereit dafür.
Moderna und Pfizer verwenden etwas anderes, eine sogenannte synthetische Boten-Ribonukleinsäure – mRNA – anstelle eines Virus, um dasselbe zu tun: unseren Körper dazu zu bringen, Antikörper zu produzieren, um das stachelige Coronavirus anzugreifen und zu neutralisieren, bevor es sich an gesunde Zellen anheftet und uns krank macht .
Brillant? Sicher. Aber möglicherweise ist es viel mehr als das. Es ist bahnbrechend. Lebensrettend.
Sie haben wahrscheinlich schon von DNA gehört, dem Doppelhelix-Molekül, das in jeder Zelle vorkommt und Ihren einzigartigen genetischen Code enthält. Aber mRNA? Wie der Name schon sagt, ist es eine Art Bote. Von der Website von Moderna :
„Wenn DNA die große Bedienungsanleitung für die Zelle ist“, sagte Paula Cannon, außerordentliche Professorin für Mikrobiologie an der Keck School of Medicine der University of Southern California, gegenüber NBC News , „dann ist Boten-RNA so, als würde man nur eine Seite von sich kopieren brauchst und nimm das mit in deine Werkstatt."
So funktioniert ein mRNA-Impfstoff:
- Wissenschaftler zielen auf die „Spitzen“ des Coronavirus ab – sie sind eigentlich Proteine – die es ihm ermöglichen, sich an gesunde Zellen zu binden. (Übrigens wird es Coronavirus genannt, weil diese stacheligen Vorsprünge wie Koronen aussehen … etwas, das auf einen Heiligenschein oder eine Krone hindeutet. Und COVID-19 ist übrigens auch eine Abkürzung für Coronavirus-Krankheit 2019. )
- Die synthetische mRNA in den neuen Impfstoffen trägt den Code für dieses stachelige Protein. Es wird in einen gesunden Körper eingeführt, wo es diese Botschaft aufnimmt und sich mit den proteinbildenden Ribosomen in den Zellen verbindet, um die stacheligen Proteine herzustellen. Das veranlasst unseren Körper, Antikörper zu produzieren, um diese seltsamen Proteine zu töten, insbesondere wenn sie an ein echtes, eindringendes Coronavirus gebunden sind.
- Ohne ihre Spikes kann das Coronavirus nicht leben und sich vermehren. Ende der Geschichte.
Die Vorteile der mRNA-Methode sind vielfältig. Aus geschäftlicher Sicht ist es billiger, ein paar mRNA-Stränge zu produzieren, als ein paar Viren zu züchten, sie abzutöten und einen Impfstoff um sie herum zu bauen. Ohne all diese arbeitsintensiven und zeitraubenden Schritte geht es auch schneller. Aus gesundheitlicher Sicht ist mRNA wahrscheinlich weniger gefährlich , als Menschen mit einem abgeschwächten oder toten Virus zu infizieren. Und das Beste daran ist, dass es nach den neuesten Daten möglicherweise effektiver ist.
Die Nachteile ... nun, es gibt einige. Das Größte: Es wurde noch nie zuvor gemacht. Die mRNA-Technologie, obwohl es sie schon seit mindestens ein paar Jahrzehnten gibt, wurde noch nie in einem Impfstoff verwendet. Es hat viel zu beweisen.
Was noch vor uns liegt
Tests in der späten Phase der Arbeit von Moderna und Pfizer ab Mitte November 2020 waren äußerst vielversprechend. Sowohl der Pfizer- als auch der Moderna-mRNA-Impfstoff haben sich als zu mehr als 90 Prozent wirksam erwiesen. Moderna, das 30.000 erwachsene US-Teilnehmer einschrieb , berichtete, dass nur fünf der insgesamt 95 COVID-19-Fälle bei den Geimpften auftraten – die anderen 90 Infektionen stammten aus der Placebogruppe. Das entspricht einer Wirksamkeitsrate von 94,5 Prozent. Keiner der infizierten Patienten, die den Impfstoff erhielten, entwickelte schweres COVID-19. Pfizer sah ähnliche Ergebnisse in seiner Phase-3-Studie .
In den Studien schienen die Impfstoffe auch mehr zu tun, als nur COVID-19 abzuwehren. Sie haben gezeigt, dass sie auch die Infektionsrate verringern können , indem sie verhindern, dass diejenigen mit dem Virus es an andere in ihrer Umgebung weitergeben.
Es wird erwartet, dass beide Unternehmen bei der US-amerikanischen Food and Drug Administration eine so genannte Emergency Use Authorization beantragen . Wenn sie gewährt werden, werden sie die Produktion der Impfstoffe hochfahren. Bis Ende 2020 könnten Millionen von Dosen verfügbar sein, und wenn alles gut geht, könnten bis zur ersten Hälfte des Jahres 2021 mehrere Milliarden fertig sein.
Hürden bleiben. Die Produktion muss auf ein Niveau steigen, das noch nie zuvor versucht wurde. (Die meisten Impfstoffkandidaten, die sich derzeit in Studien im Spätstadium befinden, nehmen zwei Dosen, um wirksam zu sein.) Der Versand und die Lagerung dieser mRNA-Impfstoffe müssen ausgebügelt werden. Der Pfizer-mRNA-Impfstoff muss bei -94 Grad Fahrenheit (-34 Grad Celsius) gelagert werden und zersetzt sich nach etwa fünf Tagen bei Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt. Moderna's können jedoch angeblich bis zu 30 Tage bei 36 bis 46 Grad Fahrenheit (2 bis 8 Grad Celsius) gelagert werden und bleiben bei -4 Grad Fahrenheit (-20 Grad Celsius) bis zu sechs Monate lang stabil. Wer an erster Stelle steht – welche Länder, welche Menschen – muss vielerorts noch entschieden werden.
In der Zwischenzeit sind andere Unternehmen tief in der Forschung und Entwicklung tätig und verwenden mRNA und traditionellere Methoden, um Impfstoffe auf den Markt zu bringen. Laut The New York Times befinden sich etwa 54 Impfstoffe in klinischen Studien am Menschen und mindestens 87 in präklinischen Studien an Tieren.
"Die mRNA-Methoden sind jetzt, da wir die Wirksamkeitszahlen haben, führend", sagt Richardson. „Aber es gibt viele verschiedene Kandidaten. Es wird wahrscheinlich mehrere Impfstoffe geben, die lizenziert und der Öffentlichkeit zugänglich sind. Wer weiß, wie die Landschaft in einem Jahr aussehen wird? Wir haben vielleicht fünf oder sechs oder mehr zur Auswahl, genau wie Grippeimpfstoffe . Und weil Sie so viel brauchen, brauchen Sie mehrere Hersteller.“
Das Tempo war atemberaubend. Angesichts eines der tödlichsten Krankheitsausbrüche seit vielen Menschenleben haben sich Regierung und Privatsektor zusammengetan, um in Rekordzeit eine mögliche Antwort zu finden. Und was wir gelernt haben, kann uns helfen, mit dem nächsten Virus fertig zu werden, das auftaucht.
„Die Geschwindigkeit, die Anzahl der Begleiterscheinungen der Impfstoffentwicklung – die Bioverarbeitung, das Wissen über die Skalierung, die Koordination mit den Aufsichtsbehörden wie der FDA und anderen Organisationen auf der ganzen Welt – ich denke, das wird sich in den kommenden Jahren auszahlen“, sagt Richardson.
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Es wird angenommen, dass der erste Impfstoff gegen Pocken um 1500 oder 1600 entwickelt wurde, obwohl einige glauben, dass es viel früher war. Die Chinesen haben die Praxis möglicherweise damit begonnen, dass sie ein Kratzen einer Pockenwunde genommen und die infizierte Substanz entweder in den Arm gerieben oder in das Nasenloch einer gesunden Person geblasen haben.
