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Status des universellen COVID-19-Impfstoffs: Ein Überblick

COVID-19Status des universellen COVID-19-Impfstoffs: Ein Überblick

Die Suche nach einem universellen COVID-19-Impfstoff, der gegen alle gegenwärtigen und zukünftigen Varianten von Coronaviren wirksam ist, ist ein Muss. Die Idee ist, sich auf die am wenigsten mutierende, am stärksten konservierte Region des Virus zu konzentrieren, anstatt auf die Region, die häufig mutiert. Die derzeit verfügbaren adenoviralen vektorbasierten und mRNA-Impfstoffe verwenden das virale Spike-Protein als Ziel. Im Hinblick auf das Streben nach einem universellen COVID-19-Impfstoff ist der neuartige, auf Nanotechnologie basierende SpFN-Impfstoff aufgrund der vorklinischen Sicherheit und Wirksamkeit und des Beginns der klinischen Phase-1-Studien vielversprechend.  

COVID-19-Krankheit, verursacht durch die SARS-CoV-2 Virus plagt seit November 2019 die ganze Welt und verursacht ca. Bisher 7 Millionen vorzeitige Todesfälle weltweit, ein immenses menschliches Leid aufgrund von Infektionen und Sperrungen, das die Volkswirtschaften der meisten Länder vollständig zum Erliegen gebracht hat. Die wissenschaftliche Gemeinschaft auf der ganzen Welt hat sich intensiv darum bemüht, sichere und wirksame Impfstoffe gegen die Krankheit herzustellen, die vom gesamten attenuierten Virus bis hin zu DNA- und Protein-Konjugat-Impfstoffen reichen1, das auf das Spike-Protein des Virus abzielt. Die neueste mRNA-Technologie verwendet auch das transkribierte Spike-Protein des Virus, um eine Immunantwort hervorzurufen. Daten zur Wirksamkeit des Impfstoffs im letzten Jahr oder so haben jedoch gezeigt, dass der durch die Impfstoffe verliehene Schutz gegen die neu mutierten VOCs (Variante besorgniserregend), wie viele Impfstoff-Durchbruchinfektionen zeigen, die aufgrund von Mutationen im Spike-Protein des Virus entstehen. Die neuen Varianten scheinen infektiöser zu sein und können je nach Art der Mutationen weniger schwere bis schwerere Erkrankungen verursachen. Die hochvirulente Delta-Variante richtete Chaos an und verursachte nicht nur eine Zunahme der Infektionszahlen, sondern auch eine höhere Sterblichkeitsrate. Die neu gemeldete Omicron-Variante aus Südafrika ist 4- bis 6-mal infektiöser, verursacht jedoch nach den derzeit verfügbaren Daten weniger schwere Erkrankungen. Der Rückgang der Wirksamkeit der verfügbaren Impfstoffe gegen die neuen Varianten (und potenzielle zukünftige Varianten) hat Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger gleichermaßen gezwungen, über einen universellen COVID-19-Impfstoff nachzudenken, der gegen alle gegenwärtigen und zukünftigen Varianten der Coronaviren wirksam sein könnte . Pan-Coronavirus-Impfstoff oder universeller COVID-19-Impfstoff bezieht sich darauf.  

Tatsächlich können in Gemeinschaften andere Varianten vorhanden sein, diese werden jedoch erst bei der Sequenzierung identifiziert. Die Infektiosität und Virulenz dieser bestehenden und/oder neuen nicht existierenden Varianten ist unbekannt2. Im Zuge aufkommender Varianten gewinnt die Notwendigkeit, einen Pan-Coronavirus-Impfstoff zu entwickeln, an Bedeutung.  

Die durch das SARS-CoV-19-Virus verursachte COVID-2-Krankheit ist hier, um zu bleiben, und wir können sie möglicherweise nicht vollständig loswerden. Tatsächlich leben Menschen seit Beginn der menschlichen Zivilisation mit Coronaviren, die Erkältungen verursachen. In den letzten zwei Jahrzehnten gab es vier Coronavirus-Ausbrüche: SARS (schweres akutes respiratorisches Syndrom, 2002 und 2003), MERS (Middle East Respiratory Syndrome, seit 2012) und jetzt Covid-19 (seit 2019 verursacht durch SARS-CoV-2)3. Der Hauptunterschied zwischen dem harmlosen und den anderen drei Stämmen, die einen Krankheitsausbruch verursacht haben, ist die verbesserte Fähigkeit des SARS-COV-2-Virus, zu infizieren (höhere Affinität zu menschlichen ACE2-Rezeptoren) und schwere Krankheiten (Zytokinsturm) zu verursachen. Ob das SARS-CoV-2-Virus diese Fähigkeit auf natürliche Weise (natürliche Evolution) oder aufgrund der Evolution in der Labor, basierend auf Untersuchungen, die zu den „Gain of Function“-Studien durchgeführt wurden, die zur Entwicklung dieses neuen Stamms und seinem möglichen versehentlichen Ausbruch geführt haben, ist eine Frage, die bis jetzt unbeantwortet bleibt. 

Die vorgeschlagene Strategie zur Herstellung eines Pan-Corona-Virus-Impfstoffs besteht darin zielen auf die genomische Region des Virus ab, die konserviert ist und weniger wahrscheinlich mutiert. Dies bietet Schutz vor den bestehenden und den nicht vorhandenen zukünftigen Varianten. 

Ein Beispiel für das Targeting einer Consensus-Region ist die Verwendung von RNA-Polymerase als Target4. Eine kürzlich durchgeführte Studie fand Gedächtnis-T-Zellen bei Mitarbeitern des Gesundheitswesens, die gegen die RNA-Polymerase gerichtet waren. Dieses Enzym, das unter den menschlichen Coronaviren, die Erkältungen und SARS-CoV-2 verursachen, das am besten konservierte ist, macht es zu einem wichtigen Ziel für die Entwicklung eines Pan-Coronavirus-Impfstoffs. Eine weitere vom Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR), USA, verfolgte Strategie besteht darin, einen universellen Impfstoff namens Spike Ferritin Nanoparticle (SpFN) zu entwickeln, der einen harmlosen Teil des Virus verwendet, um die körpereigene Abwehr gegen COVID-19 auszulösen. Der SpFN-Impfstoff schützt nachweislich nicht nur bei Hamstern vor der Alpha- und Beta-Variante5, induziert aber auch T-Zellen und eine spezifische angeborene Immunantwort bei Mäusen6 und nichtmenschliche Primaten7. Diese präklinischen Studien zeigen die Wirksamkeit des SpFN-Impfstoffs und unterstützen die Strategie des WRAIR zur Entwicklung des Pan-Coronavirus-Impfstoffs8. Der SpFN-Impfstoff wurde in eine randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Phase-1-Studie mit 29 Teilnehmern aufgenommen, um seine Sicherheit, Verträglichkeit und Immunogenität zu bewerten. Die Studie begann am 5. April 2021 und wird voraussichtlich in 18 Monaten bis zum 30. Oktober 2022 abgeschlossen sein9. Eine frühe Analyse der Daten in diesem Monat wird jedoch etwas Licht auf die Wirksamkeit und Sicherheit von SpFN beim Menschen werfen8

Verwendung von attenuiertem Virus (da es alle Antigene enthält; sowohl mutierend als auch weniger mutierend). Dies erfordert jedoch die Herstellung großer Mengen infektiöser Viruspartikel, was eine BSL-4-Eindämmungsanlage für die Herstellung erfordert, was ein inakzeptables Sicherheitsrisiko darstellen kann.  

Diese Ansätze stellen einen großen Fortschritt in der dringenden Notwendigkeit dar, einen sicheren und wirksamen Universalimpfstoff gegen SARS-CoV-2 zu entwickeln und die Welt aus dieser aktuellen Situation herauszuholen und sie so schnell wie möglich wieder zur Normalität zu bringen. 

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References:  

  1. Soni R, 2021. Soberana 02 und Abdala: World's first Protein conjugate Vaccines against COVID-19. Wissenschaftlicher Europäer. Veröffentlicht am 30. November 2021. Verfügbar unter https://www.scientificeuropean.co.uk/covid-19/soberana-02-and-abdala-worlds-first-protein-conjugate-vaccines-against-covid-19/ 
  1. Soni R., 2022. COVID-19 in England: Ist die Aufhebung der Plan-B-Maßnahmen gerechtfertigt? Wissenschaftlicher Europäer. Gepostet am 20. Januar 2022. Verfügbar unter https://www.scientificeuropean.co.uk/covid-19/covid-19-in-england-is-lifting-of-plan-b-measures-justified/ 
  1. Morens DM, Taubenberger J und Fauci A. Universelle Coronavirus-Impfstoffe – ein dringender Bedarf. NEJM. 15. Dezember 2021. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMp2118468  
  1. Soni R, 2021. „Pan-Coronavirus“-Impfstoffe: RNA-Polymerase taucht als Impfstoffziel auf. Wissenschaftlicher Europäer. Gepostet am 16. November 2021. Verfügbar unter https://www.scientificeuropean.co.uk/covid-19/pan-coronavirus-vaccines-rna-polymerase-emerges-as-a-vaccine-target/  
  1. Wuertz, KM, Barkei, EK, Chen, WH. et al. Ein SARS-CoV-2-Spike-Ferritin-Nanopartikel-Impfstoff schützt Hamster vor einer Herausforderung durch Alpha- und Beta-Virusvarianten. NPJ Vaccines 6, 129 (2021). https://doi.org/10.1038/s41541-021-00392-7   
  1. Carmen, JM, Shrivastava, S., Lu, Z. et al. SARS-CoV-2-Ferritin-Nanopartikel-Impfstoff induziert eine robuste angeborene Immunaktivität, die polyfunktionale Spike-spezifische T-Zell-Antworten antreibt. npj Vaccines 6, 151 (2021). https://doi.org/10.1038/s41541-021-00414-4 
  1. Joyce M., et al. 2021. Ein SARS-CoV-2-Ferritin-Nanopartikel-Impfstoff ruft schützende Immunantworten bei nichtmenschlichen Primaten hervor. Wissenschaft Translationale Medizin. 16. Dez. 2021. DOI:10.1126/scitranslmed.abi5735  
  1. Eine Reihe vorklinischer Studien unterstützt die Strategie der Armee zur Entwicklung von Pan-Coronavirus-Impfstoffen https://www.army.mil/article/252890/series_of_preclinical_studies_supports_the_armys_pan_coronavirus_vaccine_development_strategy 
  1. SARS-COV-2-Spike-Ferritin-Nanopartikel (SpFN)-Impfstoff mit ALFQ-Adjuvans zur Prävention von COVID-19 bei gesunden Erwachsenen https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04784767?term=NCT04784767&draw=2&rank=1

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Rajeev Soni
Rajeev Sonihttps://www.RajeevSoni.org/
Dr. Rajeev Soni (ORCID ID: 0000-0001-7126-5864) hat einen Ph.D. in Biotechnologie von der University of Cambridge, UK, und verfügt über 25 Jahre Erfahrung in der weltweiten Arbeit in verschiedenen Instituten und multinationalen Unternehmen wie The Scripps Research Institute, Novartis, Novozymes, Ranbaxy, Biocon, Biomerieux und als leitender Forscher im US Naval Research Lab in der Wirkstoffforschung, Molekulardiagnostik, Proteinexpression, biologischen Herstellung und Geschäftsentwicklung.

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