Wie funktioniert eigentlich Impfstoffentwicklung?

Kategorie: Stories

Einen Impfstoff zu entwickeln dauert mehrere Jahre. Bei Covid-19 haben Forscher auf der ganzen Welt alles gegeben, um in Rekordzeit neue zulassungsfähige Impfstoffe zu entwickeln. Wie funktioniert die Impfstoffentwicklung? Die Antwort findet ihr im Blogartikel. Und am Ende ist ein kleines Lexikon über die verschiedenen Impfstoffarten.

Ein Impfstoff durchläuft von seiner Entwicklung bis zur Zulassung typischerweise fünf verschiedene Schritte (Foto: stock.adobe.com/kucherav).

Ist kein so akuter Handlungsbedarf gefragt, wie während der Covid-19-Pandemie, vergehen von der Erforschung bis zur Zulassung eines Impfstoffes im Schnitt zehn Jahre. Dass es so viel schneller während der Welt-Pandemie ging, liegt vor allem daran, dass die Entwicklung und Zualssung als Prio behandelt wurde und bevorzugt bearbeitet wurde. Ein Impfstoff durchläuft immer diese fünf Entwicklungsschritte: 

  1. Screening 
    Im Labor werden bestimmte Bestandteile von einem Virus extrahiert. Es werden Impfstoffe entwickelt und im kleinen Maßstab hergestellt.
     
  2. Präklinische Entwicklung
    Diese Impfstoffkandidaten werden im Tiermodell getestet. Hier werden erste Informationen zur Wirksamkeit, Immunogenität und Sicherheit generiert.
     
  3. Klinische Entwicklung
    Erfolgsversprechende Impfstoffe werden in klinischen Studien an freiwilligen gesunden Probanden getestet, und zwar in drei Phasen:  

    1. Phase: Der neue Impfstoff wird in geringen Dosen an einer kleinen Gruppe von bis zu 100 freiwilligen Probanden getestet, um
    größere Sicherheitsprobleme auszuschließen und die korrekte Dosis zu ermitteln. 
    2. Phase: Der Impfstoff wird an einer größeren Gruppe von bis zu 1.000 Freiwilligen getestet. Dabei wird unter anderem die finale Konzentration des Wirkstoffs ermittelt, die nötige Anzahl der Impfungen und die Verträglichkeit untersucht. 
    3. Phase: Der Impfstoff wird über einen bestimmten Zeitraum an mehreren tausend gesunden Freiwilligen getestet. Dabei werden etwa Wechsel- oder Nebenwirkungen untersucht und die Wirksamkeit statistisch abgesichert. 
     
  4. Zulassung
    Verlaufen diese drei Phasen erfolgreich, werden die Daten für eine Zulassung bei den Gesundheitsbehörden des jeweiligen Landes bzw. der EU eingereicht. Erteilen die Behörden eine Zulassung, erfolgt in der Regel umgehend die Markteinführung.
     
  5. Ständige Überwachung
    Auch nach der Markteinführung werden Impfstoffe kontinuierlich auf Wirksamkeit, Wechsel- und Nebenwirkungen überprüft. 
     


Erklärvideo zur Impfstoffentwicklung

Das für die Bewertung von Arzneimitteln zuständige Paul Ehrlich-Institut hat die Impfstoffentwicklung in einem Erklärvideo zusammengefasst:
 

Verschiedene Impfstoffarten:

Von Lebend- über Tot- bis hin zu Vektor- und mRNA-Impfstoffen

Lebendimpfstoffe enthalten geringe Mengen von Erregern, die sich zwar noch vermehren können, die jedoch so abgeschwächt wurden, dass sie die Erkrankung nicht mehr auslösen. In seltenen Fällen kann es zu einer leichten Impfkrankheit kommen. Beispiele sind die Impfstoffe gegen Mumps, Masern, Röteln und Windpocken.

Totimpfstoffe oder inaktivierte Impfstoffe enthalten abgetötete Krankheitserreger, die sich nicht mehr vermehren können, oder nur Bestandteile des Erregers. Der Körper erkennt die Erreger als fremd und bildet Antikörper. Beispiele sind Impfstoffe gegen Tetanus, Keuchhusten, Hepatitis und Influenza. Der aktuell neueste zugelassene Corona-Impfstoff von Novavax ist ein rekombinanter Proteinimpfstoff, der auf dem Wirkprinzip der Totimpfstoffe basiert: Es werden virusähnliche Partikel des Corona-Spike-Proteins in den Körper eingeschleust, der daraufhin gezielt Abwehrstoffe bildet.

Vektorimpfstoffe bestehen aus harmlosen Viren, die gentechnisch so verändert wurden, dass sie in ihrem Erbgut die DNA für einige Bestandteile des Virus enthalten. Diese harmlosen Vektoren können sich im Körper nicht vermehren und daher keine Krankheit verursachen. Bei Covid-19-Vektorimpfstoffen liegt der Bauplan für das Covid-Spike-Protein vor, das gut für das menschliche Immunsystem erkennbar ist. Sobald die Vektoren im Zellkern angekommen sind, wird die DNA in mRNA übersetzt und der Körper produziert nicht infektiöse Spike-Proteine, auf die das Immunsystem mit Abwehrstoffen reagiert. 

Auch bei mRNA-Impfstoffen gegen Covid-19 wird der Körper befähigt, Spike-Proteine herzustellen. Bei dieser Impfstoffart gelangt dazu allerdings keine DNA in die Zellkerne, sondern die messenger-Ribonukleinsäure (mRNA) oder Botenstoff-RNA stößt lediglich bis in das Zellplasma einiger Körperzellen vor. Diese Körperzellen stellen dann Spike-Proteine her, die das Immunsystem als Fremdkörper erkennt und mit einer entsprechenden Immunantwort reagiert. Die Impfstoffarten unterscheiden sich außerdem in der Umhüllung. 

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