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Virusähnliche Partikel: Neuer Impfstoff als Mittel gegen Covid-19

Corona-Impfstoff - SNA, 1920, 06.06.2021
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Ein Impfstoff mit virusähnlichen Partikeln steht kurz vor der Zulassung. Das entsprechende Präparat aus Kanada ahmt dabei von Form und Oberflächenbeschaffenheit das Virus Sars-Cov-2 nach. Mit einem entscheidenden Unterschied.
Ein Impfstoff der kanadischen Firma „Medicago“ mit „virusähnlichen Partikeln“ (VLP) befindet sich derzeit in einer Phase-III-Studie und könnte bald zugelassen werden. Es wäre der erste seiner Art. Bislang beschränkte sich die Forschung auf Tiermodelle. Was unterscheidet diese VLP von anderen Ansätzen?

Kugeln, die echte Viren nachahmen

„Virusähnliche Partikel“ sind „rekombinanten Proteinen“ am ähnlichsten. Letztere sind mit fast 50 Impfstoff-Kandidaten der weltweit am stärksten gegen Sars-Cov-2 verfolgte Ansatz. Zugelassen sind davon derzeit allerdings nur der russische Impfstoff Epivac-Corona und der chinesische RBD-Dimer. Rekombinante Proteine werden in der Regel von gentechnisch veränderten Bakterien hergestellt. Dabei produzieren die Bakterien ein Eiweiß, das einen Teil des Spike-Proteins des Sars-Cov-2 trägt. Dieses Protein wird später injiziert und stimuliert das Immunsystem.
Was ist ein Spike-Protein?

Das Coronavirus besteht grob aus RNA, einem Proteingerüst und einer Fettschicht, die das Virus nach außen abgrenzt. Die RNA ist das Erbgut des Virus, das die gesamte Information zu seinem Bau trägt, die Einheit aus RNA und Proteinen nennt sich wegen seiner oft kapselförmigen Form Nukleokapsid und die Fettschicht ist die Außenhülle des Virus. In dieser Außenhülle sind eine Reihe von Proteinen verankert (S-, M- und E-Protein). Dem Spike-Protein kommt dabei eine zentrale Rolle zu, denn mit diesem dockt das Virus an die menschliche Zelle an, genauer an sogenannte ACE-2-Rezeptoren an der Zelloberfläche. Daraufhin verschmilzt die Virushülle mit der Zellmembran und das Nukleokapsid gelangt ins Zellinnere, wo die Vermehrung der viralen RNA und der Bausteine des Virus, darunter auch des Spike-Proteins, abläuft. Das Spike-Protein (Englisch für Stachel) hat seinen Namen wegen seiner stachelähnlichen Form erhalten. Viele Impfstoffe konzentrieren sich darauf, Menschen gegen das Spike-Protein beziehungsweise den Abschnitt des Spike-Proteins, der für die Bindung zuständig ist, zu immunisieren.

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Bei VLP wird nun nicht einfach nur das Protein produziert, sondern es bilden sich kugelförmige Strukturen, die dem Virus ähneln. Wie das Virus bestehen diese VLP-Strukturen aus einer Fetthülle, in die Spike-Proteine eingelagert sind. Allerdings sind sie im Gegensatz zum echten Virus im Inneren hohl, enthalten also kein genetisches Material und können sich in Zellen unmöglich vermehren.

Pflanzen stellen den Impfstoff her

Der Impfstoff aus Kanada zeichnet sich außerdem durch seine besondere Produktion aus: Hier wird die Bauanleitung für das Spike-Protein von einem Bakterium in Pflanzenzellen eingeschleust und die VLP werden im Inneren von Pflanzen in Treibhäusern produziert. Dann werden diese Pflanzen geerntet, zerkleinert und die VLPs abgetrennt. Diese können dann in eine Lösung gegeben und mit dem Impfstoff injiziert werden. Dadurch, dass die Partikel eine höhere Menge an Spike-Protein auf engem Raum vereinen, erhoffen sich die Forscher einen stärkeren Effekt auf das Immunsystem.
Dosen für Corona-Vakzine von AstraZeneca - SNA, 1920, 14.12.2020
Tote Viren, Vektoren oder mRNA? Impfstoffe im Quervergleich
Neben dem kanadischen Impfstoff wird gegenwärtig auch ein Impfstoff der US-amerikanischen Firma „Novavax“ von der Europäischen Arzneimittelbehörde Ema untersucht und könnte zugelassen werden. Dessen Ansatz unterscheidet sich dadurch, dass hier Spike-Proteine zu runden Komplexen zusammengefügt werden – in diesem Fall ohne Fetthülle. Diese Partikel ähneln also wirklichen Viren deutlich weniger und werden deshalb auch als Nanopartikel aus rekombinanten Proteinen bezeichnet.
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