All approved COVID-19 vaccines so far are administered in the form of injections. What if the Impfstoffe could be conveniently delivered as spray in the nose? If you do not like shots, here may be the good news! Intranasal administration of COVID-19 vaccine through spray could soon be a reality. Currently, many companies are researching on exploiting the nasal route of administration for COVID-19 vaccines, some of which are undergoing clinical trials. This article discusses the progress made in this regard with particular emphasis on the use of attenuated viruses in a nasal spray formulation against COVID-19.
The emergence of COVID-19 as a Pandemie triggered frantic research all over the world to combat this pandemic by developing vaccines in a race against time in order to help countries all over the world to return to normalcy as soon as possible. A number of pharmaceutical and biotech companies have been engaged in vaccine development and till date over 300 vaccine projects have been initiated and more than 40 projects are in clinical evaluation while at least 5 of them have been approved as an emergency use authorization in different countries. Vaccines have been made using different approaches such as live attenuate vaccine, mRNA-based vaccine that expresses the Spike protein of the virus as well as Adenovirus based vaccine that expresses several proteins of the virus. All these proteins are expressed by the host and in turn mount an antibody response to the viral proteiny thereby providing protection.
Ein alternativer Weg, um das Eindringen von Viren in den menschlichen Körper zu verhindern und einen Impfstoffkandidaten zu verabreichen, besteht darin, den nasalen Weg zu verwenden. Mehrere Forscher haben Nasenspray verwendet1 bestehend aus klebrigen Substanzen, die die Nasenschleimhaut umhüllen und so den Viruseintritt in die Wirtszellen verhindern. Zum Beispiel die Verwendung von Nanokonjugat als Nasenspray um das shRNA-Plasmid an die Zielstelle zu liefern 2. Der intranasale Weg zur Verabreichung des COVID-19-Impfstoffs wurde von vielen Forschern untersucht 3. Bei der Anwendung der Nasenspraytechnik zur Verabreichung von Impfstoffen gegen COVID-19 stehen mehrere Unternehmen an vorderster Front. Einige dieser Unternehmen verwenden das abgeschwächte Virus, während andere die Vektoren auf Adenovirus- oder Influenza-Basis in Form von Nasenspray verwenden 4.
Die Unternehmen, die das Adenovirus, das Grippevirus und das Newcastle-Krankheitsvirus (NDV) nutzen5, 6 basierte Vektoren in einer Nasensprayformulierung umfassen Beijing Antai Biol Pharm Enterprise, China, zwei Projekte von Acad Mil Sci, China, Bharat Biotech-Washington Univ, Indien-USA, AstraZeneca, Schweden-UK, Altimmune, USA, Univ Hong Kong, Valavax -Abogn, China, Beijin Vantal Biol Pharm, China und Lancaster University, Großbritannien. Auf der anderen Seite gehören zu den Unternehmen, die abgeschwächte Viren in einer Nasensprayformulierung verwenden, Codagenix, ein in New York ansässiges Unternehmen in Zusammenarbeit mit The Serum Inst of India, Indien, Indian Immunologicals Ltd, Indien, in Zusammenarbeit mit der Griffith University, Australien und Mehmet Ali Aydunar Univ, Türkei. Von besonderem Interesse sind die Unternehmen, die das abgeschwächte ganze Virus in einer Nasenspray-Formulierung verwenden, da das gesamte Virus die Fähigkeit behält, eine Immunantwort auf die verschiedenen im Virus vorhandenen Antigene aufzubauen, anstatt nur bestimmte Proteine zur Antikörperproduktion abzuzielen wie dies bei Impfstoffen auf Adenovirus-, Influenza- und Newcastle-Krankheit-Virusbasis der Fall ist. Dies kann möglicherweise auch für die verschiedenen Mutationen sorgen, die das Virus durchmacht. In diesem Artikel werden wir uns speziell auf die Entwicklung und Versuche für den Nasenspray-Impfstoff konzentrieren, der das abgeschwächte Virus verwendet.
Die erste Gruppe, die abgeschwächte Viren in einem Nasenspray verwendet, sind Forscher von Codagenix, USA, deren Impfstoff COVI-VAC heißt. Der erste Patient in der randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Studie wurde im Januar 2021 verabreicht. Sie haben eine Zusammenarbeit mit The Serum Institute of India zur Herstellung dieses Impfstoffs vereinbart. Die Dosiseskalationsstudie wurde entwickelt, um die Sicherheit und Verträglichkeit des Impfstoffs bei insgesamt 48 gesunden Freiwilligen zu bewerten. Die Studie wird auch die Fähigkeit des Impfstoffs bewerten, eine Immunantwort hervorzurufen, die durch die Messung neutralisierender Antikörper, der Schleimhautimmunität in den Atemwegen und der zellulären Immunität bewertet wird. Der Impfstoff ist leicht im Kühlschrank (2-8 °C) aufzubewahren, kann ohne Hilfe von Fachpersonal problemlos verabreicht werden und ist hoffentlich als Einzeldosis mit Schutzwirkung erhältlich. Dies erspart die Lagerung und den Transport bei Minusgraden und kann ohne zusätzliche Ausrüstung und Fachpersonal problemlos an eine große Anzahl von Personen gleichzeitig abgegeben werden 7.
Eine andere Gruppe bei Eureka Therapeutics hat InvisiMask™ entwickelt, ein Human-Antikörper-Nasenspray, das in präklinischen Studien an Mäusen ohne signifikante Nebenwirkungen erfolgreich getestet wurde. Der humane monoklonale Antikörper bindet an das S1 Spike (S)-Protein des SARS-CoV-2-Virus und verhindert, dass diese an den Angiotensin-Converting-Enzym-2-(ACE2)-Rezeptor auf Zellen in den oberen Atemwegen binden. Dadurch wird verhindert, dass das Virus in menschliche Zellen eindringt und somit eine Infektion verhindert wird. Ein weiteres wichtiges Merkmal dieses Impfstoffs ist, dass der verwendete humane monoklonale Antikörper mehr als 20 SARS-CoV-2-Varianten binden und hemmen kann, einschließlich der hochinfektiösen D614G-Mutation 8,9.
Diese Impfstoffe auf der Grundlage des intranasalen Sprays bieten eine hervorragende nicht-invasive Möglichkeit zur Verabreichung von Impfstoffen gegen das SARS-CoV-2-Virus und können eine große Hilfe bei der Bekämpfung der COVID-19-Pandemie sein. Es gibt mehrere Vorteile der Verwendung des Nasenspraywegs zur Verabreichung des Impfstoffs. Nasenspray-Impfstoff bietet zusätzlich zum systemischen Schutz einen zusätzlichen lokalen Schutz an der Verabreichungsstelle (Schleimhautimmunität basierend auf sekretorischem IgA und IgM und als physikalische Barriere) im Vergleich zu injizierten Impfstoffen, die nur systemischen Schutz verleihen. Menschen, denen intramuskuläre Impfstoffe verabreicht wurden, können immer noch das COVID-19-Virus in ihrer Nasenhöhle haben und es auf andere übertragen.
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References:
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- Pollet J., Chen W. und Strych U., 2021. Rekombinante Proteinimpfstoffe, ein bewährter Ansatz gegen Coronavirus-Pandemien. Erweiterte Drug Delivery-Bewertungen. Band 170, März 2021, Seiten 71-82. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addr.2021.01.001
- Forni, G., Mantovani, A., im Auftrag der COVID-19-Kommission der Accademia Nazionale dei Lincei, Rom. et al. COVID-19-Impfstoffe: Wo wir stehen und Herausforderungen vor uns liegen. Zelltod-Unterschied 28, 626–639 (2021). Veröffentlicht: 21. Januar 2021. DOI: https://doi.org/10.1038/s41418-020-00720-9
- University of Birmingham 2020. Nachrichten – Anti-COVID-19-Nasenspray „gebrauchsfertig beim Menschen“. Veröffentlicht am 19. Nov. 2020. Online verfügbar unter https://www.birmingham.ac.uk/news/latest/2020/11/anti-covid-19-nasal-spray-ready-for-use-in-humans.aspx
- Park J, Oladunni FS., et al. 2021. Immunogenität und Schutzwirkung eines intranasalen attenuierten Lebendimpfstoffes gegen SARS-CoV-2 in präklinischen Tiermodellen. Gepostet am 11. Januar 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021.01.08.425974
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- Eureka Therapeutics, Inc. 2020. Pressemitteilung – Eureka Therapeutics gibt erfolgreiche präklinische Ergebnisse des Human-Antikörper-Nasensprays Invisimask™ gegen Sars-cov-2-Infektion bekannt. Veröffentlicht am 14. Dezember 2020 Verfügbar ab: https://www.eurekatherapeutics.com/media/press-releases/121420/
- Zhang H., Yang Z., et al. 2020. Die intranasale Verabreichung von SARS-CoV-2-neutralisierenden menschlichen Antikörpern verhindert eine Infektion bei Mäusen. Vordruck bioRxiv. Veröffentlicht am 09. Dezember 2020. DOI: https://doi.org/10.1101/2020.12.08.416677
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