Covid-Nasenspray könnte der nächste Sprung in der Entwicklung von Coronavirus-Impfstoffen sein

Als sich die Omicron-Variante des Coronavirus blitzschnell um die Welt bewegte, enthüllte sie eine beunruhigende Wahrheit.

Das Virus hatte eine erstaunliche Fähigkeit erlangt, Menschen zu infizieren, indem es von der Nase einer Person zur nächsten sprang. Die Fälle stiegen in diesem Winter sprunghaft an, selbst bei geimpften Personen.

Das veranlasst Wissenschaftler dazu, ihre Strategie zu überdenken, wie zukünftige Varianten am besten bekämpft werden können, indem sie ein höheres Schutzniveau anstreben: Infektionen insgesamt zu blockieren. Gelingt dies, könnte der nächste Impfstoff ein Nasenspray sein.

Die ursprünglichen Coronavirus-Aufnahmen erwiesen sich als bemerkenswert vielseitig und schützten die Menschen vor den schlimmsten Folgen von Covid-19.

Aber während Experten darüber debattieren, wann, ob und wer zusätzliche Auffrischungsimpfungen erhalten sollte, beginnt eine wachsende Zahl von Wissenschaftlern zu glauben, dass zusätzliche Impfungen für die meisten gesunden Menschen marginale Vorteile haben könnten.

Eine Umstellung des Verabreichungswegs des Impfstoffs von einer Spritze auf eine Schnüffelung könnte genau dort, wo Viren Fuß fassen, eine Immunitätsmauer aufbauen und die Ausbreitung des Virus blockieren, wodurch selbst leichte Infektionen verhindert werden.

Die Immunologie ist komplex, aber die Idee ist einfach. Ein Hauch von Tröpfchen in den Nasenlöchern der Menschen könnte eine „Schleimhaut“ -Immunität hervorrufen – eine virusbekämpfende Kraft, die in das Gewebe eingebettet ist, das die Atemwege auskleidet. Der lokalisierte Schutz könnte die Übertragung eindämmen und dazu beitragen, die nächste Variante zu ersticken.

Die Omicron-Variante löste einen plötzlichen, demütigenden Perspektivwechsel in Bezug auf Impfstoffe aus: Das Glas sah die meiste Zeit des Jahres 2021 mindestens halb voll aus, dann sah es plötzlich halb leer aus.

Mehr als ein Jahr lang hielten die ursprünglichen Coronavirus-Impfstoffe die Menschen am Leben und außerhalb des Krankenhauses und wehrten die meisten Krankheiten ab, selbst inmitten herausfordernder Varianten.

Doch die hyperübertragbare Omicron-Variante wütete selbst in hochgradig geimpften Ländern – und verwandelte wissenschaftliche Zufriedenheit in Unzufriedenheit.

Omicron hielt trotz Impfungen durch

(Copyright 2022 The Associated Press. Alle Rechte vorbehalten.)

„Ich glaube nicht, dass sich das Forschungsinstitut darauf einlassen sollte [the idea] Wir haben das Problem gelöst und werden Ihnen Auffrischungsimpfungen für den aktuellen Impfstoff geben“, sagte Larry Corey, Virologe am Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle. „Sie haben uns aus der Wildnis herausgeführt, aber das bedeutet nicht, dass es so ist hat das Problem gelöst. Es ist erstaunlich, was sie getan haben – aber es gibt einige Dinge, die rückgängig gemacht werden.”

Ein Strategiewechsel befindet sich noch in einem frühen Stadium der Entwicklung – niemand sollte diesen Herbst einen Hauch von Impfstoff erwarten. Einige Wissenschaftler diskutieren, ob das Ziel, die Übertragung und leichte Infektionen zu blockieren, zu hoch gegriffen ist, und selbst Befürworter erkennen an, dass der regulatorische Weg kompliziert sein könnte.

Das primäre Ziel der Impfung ist es, Menschen vor schweren Erkrankungen zu schützen, nicht jeden leichten Fall zu verhindern.

Aber die Idee gewinnt an Zugkraft. Akiko Iwasaki, Immunologin an der Yale University School of Medicine, sagte, dass sie Anfang 2021 an ihre nasale Impfstoffforschung als Vorbereitung auf die nächste Pandemie dachte. Dann änderte die Omicron-Variante die Gleichung.

„Nachdem wir all diese neuen Varianten gesehen haben, die so viel übertragbarer sind und unsere Impfstoffe für die Infektionsprävention unbrauchbar machen, wurde uns klar, dass wir möglicherweise die Chance haben, während dieser Pandemie etwas beizutragen“, sagte Iwasaki.

Der im März vorgestellte nationale Covid-19-Bereitschaftsplan von Präsident Biden betont die Notwendigkeit, Impfstoffe innerhalb von 100 Tagen nach ihrem Auftreten neu zu starten, um Varianten abzugleichen, und einen universellen Impfstoff zu entwickeln, einen „der auch gegen Covid-19 und alle seine Varianten schützt als zukünftige aufkommende Coronavirus-Bedrohungen.”

Der nationale Covid-19-Bereitschaftsplan von Präsident Biden betont die Notwendigkeit, einen universellen Impfstoff zu entwickeln

(Copyright 2021 The Associated Press. Alle Rechte vorbehalten.)

Eine wachsende Zahl von Wissenschaftlern glaubt, dass ein Impfstoff, der die Übertragung stoppt, genauso dringend sein könnte – und vielleicht noch dringender.

Wissenschaftler der National Institutes of Health und der Biomedical Advanced Research and Development Authority – bekannt als BARDA – prüfen eine Reihe von Impfstoffkonzepten der nächsten Generation, einschließlich solcher, die eine Schleimhautimmunität auslösen und die Übertragung stoppen könnten.

Der Prozess ähnelt dem, der verwendet wird, um Kandidaten für Investitionen in Milliardenhöhe durch das ursprüngliche Operation Warp Speed-Programm zu priorisieren. Aber da ist ein Fang.

„Wir könnten Operation Warp die Schleimhautimpfstoffe der nächsten Generation beschleunigen, aber wir haben keine Mittel dafür“, sagte Karin Bok, Direktorin für Pandemiebereitschaft und Notfallmaßnahmen am National Institute of Allergy and Infectious Diseases.

„Wir tun alles, was wir können, um uns vorzubereiten … nur um uns vorzubereiten, falls wir Ressourcen zur Verfügung haben.“

Seit mehr als einem Jahr spielen Wissenschaftler Aufholjagd, um aktuelle und überarbeitete Impfstoffe gegen ein wachsendes griechisches Alphabet neuer Varianten zu testen. Der Spielplan, der vom jährlichen Kampf gegen die Grippe inspiriert ist, besteht darin, die Impfstoffe zu aktualisieren, wenn sich das Virus weiterentwickelt.

Robert Seder, Leiter der Abteilung für Zellimmunologie am National Institute of Allergy and Infectious Diseases, ist einer der Experten an vorderster Front dieses Kampfes. Er und Kollegen testen Impfstoffe gegen Varianten bei Tieren und haben variantenspezifische Impfstoffe mit der ursprünglichen Moderna-Impfung verglichen.

Die Experimente, die im Vergleich zu Studien am Menschen schnell voranschreiten können, geben frühe Hinweise darauf, wann es möglicherweise an der Zeit ist, auf einen auf eine Variante zugeschnittenen Impfstoff umzustellen.

Aber Seder hat begonnen, sich zu fragen, ob ein aktualisierter Impfstoff die beste Waffe gegen zukünftige Iterationen des Coronavirus ist. Im Februar stellte sein Team fest, dass eine normale Moderna-Auffrischimpfung einen ähnlich robusten Schutz gegen die Omicron-Variante bei Affen bot wie eine Omicron-spezifische Injektion.

Etwa zur gleichen Zeit berichteten israelische Forscher, dass eine vierte Injektion zwar die virusblockierenden Antikörper erhöhte, Infektionen jedoch nicht beendete.

Geimpfte, die krank wurden, hatten auch viele Viren in der Nase, was die Hoffnung untergrub, dass sie andere weniger wahrscheinlich anstecken würden. Eine andere Studie ergab, dass eine vierte Injektion Infektionen abwehrte, die Wirkung jedoch nur von kurzer Dauer war.

Forscher in New York entwickelten einen intranasalen Impfstoff unter Verwendung des Coronavirus-Spike-Proteins

(Getty Images)

Die Ergebnisse lassen Zweifel an der Annahme aufkommen, dass einfach mehr Spritzen die beste Lösung für die Zukunft wäre.

Die ursprünglichen Impfstoffe hielten Menschen vom Krankenhaus fern und verhinderten auch mittelschwere Infektionen und dämmten die Übertragung früherer Versionen des Virus ein.

Dann veränderte sich das Virus. Wenn zusätzliche Schüsse oder neue Versionen, die dem dominanten Stamm entsprechen, diesen Schutz nicht auf das ursprüngliche Niveau zurückbringen, sind sie vielleicht nicht der beste Weg, um das Virus einzufangen, das gezeigt hat, dass es zu einem der sich am schnellsten ausbreitenden Krankheitserreger werden kann in der Welt.

„Wenn wir sozusagen die Torpfosten ändern und Infektionen wirklich begrenzen und verhindern wollen, müssen wir als letzten Punkt den Impfweg ändern“, sagte Seder.

Angenommen, sagte er, eine Variante taucht auf, die sich so schnell ausbreitet wie Omicron und schwere Krankheiten wie die Delta-Variante verursacht. „Willst du nicht einen Impfstoff? [against] nicht nur schwere Krankheit, sondern [to] Übertragung verhindern?”, fragte er.

Seder und seine Kollegen konzentrieren sich nun auf die Entwicklung dessen, was er als „Bake-off“ bezeichnet – ein Laborexperiment, bei dem nasale Impfstoffe im Frühstadium verglichen werden, um festzustellen, welche die vielversprechendsten sind.

“Meiner Meinung nach ist dies eines der wichtigsten Dinge, die wir in Zukunft tun können”, sagte Seder.

Als Dan Wagner aus Cincinnati letztes Jahr endlich die Chance hatte, sich gegen das Coronavirus impfen zu lassen, schob er es hinaus. Der 33-Jährige betreibt ein Online-Geschäft, das Autoteile von zu Hause aus verkauft, sodass er sich keine Sorgen machte, bei der Arbeit entlarvt zu werden. Er hatte keine zugrunde liegenden Gesundheitsrisiken für schweres Covid-19. Als er für eine Spritze in Frage kam, hörte er immer wieder von Geimpften, die sich ansteckten.

„Wo ich jünger bin, habe ich keine Komorbiditäten, und ich habe die ganze Zeit aufgepasst – ich habe mir wirklich keine Sorgen darüber gemacht, dass ich Covid bekomme“, sagte Wagner. „Zu diesem Zeitpunkt machte es für mich keinen Sinn, einen Impfstoff zu bekommen, von dem ich weiß, dass er die Übertragung nicht stoppen wird.“

Dann, vor dem Anstieg der Omicron-Variante im vergangenen Jahr, hörte Wagner von einer wissenschaftlichen Studie am Cincinnati Children’s Hospital Medical Center über einen Nasenspray-Impfstoff, der darauf abzielte, die Ausbreitung des Virus zu stoppen. Er meldete sich an und erhielt seine Impfung – eine Tröpfchenwolke in jedem Nasenloch – Ende Januar.

Anstelle des vertrauten Stechens einer Nadel spürte er, wie der Impfstoff durch seine Nase und seinen Rachen lief. Das Gefühl sei ein wenig seltsam, sagte er, aber ansonsten sei es unauffällig und er habe keine Nebenwirkungen gespürt.

Der Impfstoff, den Wagner erhalten hat und der vom georgischen Biotechnologieunternehmen CyanVac entwickelt wurde, enthält eine Version eines Virus, das zur Impfung von Hunden gegen Zwingerhusten verwendet wird und das so modifiziert wurde, dass es das stachelige Protein enthält, das sich auf der Außenseite des Coronavirus befindet.

Die Theorie besagt, dass sich das Hundevirus für eine begrenzte Zeit in der Nase der Menschen vermehrt und ihrem Immunsystem beibringt, das Coronavirus-Spike-Protein zu erkennen und den echten Erreger zu blockieren. Das im Impfstoff verwendete Virus ist für den Menschen harmlos, und Wagner kehrt zu regelmäßigen Nasenabstrichen zurück, um seine Nase auf virusbekämpfende Antikörper zu überprüfen – und um zu sehen, wie lange es dauert, bis das Hundevirus beseitigt ist.

Andere Impfstoffentwickler verwenden andere zugrunde liegende Technologien, um die gleiche entscheidende Nutzlast zu liefern.

Vaxart, ein Unternehmen aus San Francisco, testet eine Pille, die eine harmlose Version eines Erkältungsvirus enthält. Das Virus kann keine Kopien von sich selbst erstellen, kann also keine Infektion verursachen, ist aber mit dem Coronavirus-Spike-Protein ausgestattet und hat in frühen Studien gezeigt, dass es eine Immunantwort in der Nase hervorruft.

In New York entwickelten Forscher der Icahn School of Medicine am Mount Sinai einen intranasalen Impfstoff, der mit einem Virus wimmelt, das bei Hühnern typischerweise Niesen, Husten und Flügelhängen verursacht, aber so modifiziert wurde, dass er das Coronavirus-Spike-Protein enthält.

Forscher von Meissa Vaccines in Kalifornien verwenden eine Version des Respiratory Syncytial Virus, die geschwächt und mit Coronavirus-Spikes bedeckt wurde.

Die University of Oxford hat eine intranasale Version des Impfstoffs getestet, den Wissenschaftler dort mit AstraZeneca entwickelt haben. In Indien testet Bharat Biotech auch einen intranasalen Impfstoff.

Iwasaki in Yale entwickelte ein Nasenspray, das aus dem Spike-Protein in einer Kochsalzsuspension bestand – eine Strategie, die nicht als Erstimpfung funktionieren würde, aber als Auffrischungsimpfung wirksam sein könnte. Die Technologie wurde an Xanadu Bio lizenziert, ein von ihr mitbegründetes Start-up.

Nasale Impfstoffe sind keine neue Idee, aber sie sind weit weniger erprobt und wahr – und sind im Laufe der Jahre gestolpert.

FluMist wird zur Vorbeugung von Influenza verwendet, ist jedoch nicht für ältere Erwachsene oder für die jüngsten Kinder zugelassen und hat zeitweise die reguläre Grippeimpfung hinter sich gelassen, was zu Empfehlungen führt, es in einigen Jahreszeiten nicht zu verwenden. Ein in der Schweiz verwendeter nasaler Grippeimpfstoff wurde mit einem erhöhten Risiko für Bell-Lähmung, Episoden von Gesichtslähmungen, in Verbindung gebracht.

Viele nasale Impfstoffe sind auf lebende oder geschwächte Viren angewiesen, was ihre Anwendung bei immungeschwächten oder schwangeren Personen einschränken kann. Die Sicherheit wird unter die Lupe genommen, weil die Nase so nah am Gehirn ist.

Nasale Impfstoffe müssen mit hochwirksamen Impfstoffen konkurrieren, die einen starken Schutz gegen schwere Krankheiten auslösen. Das Biotechnologieunternehmen Altimmune aus Maryland stoppte die Entwicklung seines nasalen Impfstoffs wegen „schwächer als erwarteter Immunantworten“, wie das Unternehmen letztes Jahr bekannt gab.

Aber die Winterflut von Covid-Fällen verstärkte das Gefühl der Dringlichkeit und veränderte die Meinung einiger Leute über die Notwendigkeit eines nasalen Impfstoffs. Viele Wissenschaftler haben gehofft, dass mit zunehmender Immunität in der Bevölkerung die Auswirkungen zukünftiger Wellen abnehmen würden. Die Omicron-Variante verdeutlichte jedoch das Potenzial des Virus, sich weiterzuentwickeln, wenn der Schutz vor bestehenden Impfstoffen nachlässt – eine besorgniserregende Kombination.

„Omicron hat die Perspektive geändert, weil ich denke, dass vorher der Konsens war, dass der Ball weiter hüpfen wird, aber er wird immer tiefer und tiefer hüpfen“, sagte Martin Moore, Geschäftsführer von Meissa Vaccines.

Niemand kennt die genauen Konturen der Pandemie in der Zukunft. Aber Paul Spearman, ein Arzt für Infektionskrankheiten, der die CyanVac-Studie am Cincinnati Children’s Hospital Medical Center leitet, sagte, dass die Gründe für einen intranasalen Impfstoff auf persönliche Weise nach Hause kamen, als er während der Delta-Welle krank wurde, obwohl er vollständig geimpft war.

„Ich hatte das Gefühl, Junge, Sie brauchen etwas Besseres in Bezug auf die Übertragung und die Vorbeugung von Symptomen“, sagte Spearman. „Man könnte eine sich ausbreitende Epidemie stoppen. Man könnte auch verhindern, dass sich weitere Varianten entwickeln, und die Ausbreitung stoppen. Das wäre ideal.“

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