Wie die Anpassung von mRNA-Impfstoffen abläuft

Die Pharmafirmen Biontech und Pfizer haben Ende November mit der Entwicklung eines auf die Omikron-Variante abgestimmten Covid-19-Impfstoffs begonnen. Zuletzt erklärte Bundeskanzler Karl Nehammer (ÖVP), dass die ersten derartigen Vakzine Ende März, Anfang April verfügbar sein könnten. Biontech und Pfizer produzieren schon Omikron-spezifisch „auf Risiko“, wie es in einem Statement gegenüber der APA heißt. Die Änderungen betreffen vor allem den Ausgangspunkt der Produktion.

red/Agenturen

Die neue Variante zeichnet sich vor allem durch eine Vielzahl von Veränderungen gegenüber den zuvor kursierenden SARS-CoV-2-Abkömmlingen im Spike-Protein des Erregers aus. Dieses nutzt das Virus, um an den menschlichen Zellen über den ACE2-Rezeptor anzudocken, und in der Folge sich und sein Erbgut dort einzuschleusen.

Die mRNA-Impfstoffe von Pfizer/Biontech und Moderna liefern dem Körper die Bauanleitung für das Spike-Protein. Für eine gewisse Zeit produzieren dann die Zellen des Geimpften diesen markanten Teil des Erregers. Das Immunsystem wird daraufhin auf die Strukturen aufmerksam, setzt sich damit auseinander und baut eine Immunabwehr auf, die sich dann auch gegen den echten Erreger richtet, sollte er in den Körper gelangen. So werden vor allem Antikörper gebildet, die spezifische Teile des S-Proteins erkennen, und das Virus neutralisieren.

Nun enthalten die vielfach verimpften mRNA-Vakzine allerdings die Erbinformation für das Spike-Protein, wie es in ursprünglicheren SARS-CoV-2-Varianten gestaltet ist. Omikron hat aber beispielsweise in der rezeptorbindenden Domäne (RBD) - jenem Teil des Proteins, mit dem der Erreger an ACE2 anbindet - sehr viele Veränderungen. Gleiches gilt für Bereiche, die für das Verschmelzen mit der menschlichen Zelle verantwortlich sind. Besonders die RBD ist für die Antikörper ein wichtiger Angriffspunkt. Wird sie oder auch andere Bereiche nicht gut erkannt, sinkt die Schutzwirkung der Impfung gegenüber der neuen Erreger-Variante.

Omikron-spezifischer Impfstoff bis März

Daher muss bei der Vakzin-Anpassung die Bauanleitung umgeschrieben werden. Wie das zu geschehen hat, habe man auch bereits bei vorigen Varianten laufend erprobt, heißt es vonseiten Pfizers, wo man betont, bis März Omikron-spezifischen Impfstoff bereitzustellen, wenn dieser gebraucht wird. Dazu werden jene Stellen im Erbgut des S-Proteins identifiziert, die für die wichtigsten Veränderungen verantwortlich zeichnen. Es wird also eine Erbgutfolge (Sequenz) in DNA-Form entwickelt, die es dem Körper später erlaubt, ein Omikron-S-Protein herzustellen.

Dieses neue „Plasmid“ wird dann von speziellen E. coli-Bakterien millionenfach produziert. Dies ist jener Teil des Herstellungsprozesses, der bei der Anpassung verändert werden muss, und der laut Firmenangaben nur einige Wochen in Anspruch nimmt. Gerade weil dies so rasch und flexibel abgewickelt werden kann, habe man sich auf die mRNA-Technologie fokussiert.

Die folgenden Produktionsschritte, also das Umschreiben der DNA in mRNA für den Impfstoff oder die Verpackung der Erbinformation in winzige Fettkügelchen (Liposome), um diese längere Zeit haltbar zu machen, laufen völlig gleich ab, wie bei der Herstellung des üblichen Vakzins, betont man bei Pfizer. Die Produktion dauert ebenso 100 Tage. Gleich bleibe dementsprechend auch für die logistische Verteilung und Verabreichung des dann angepassten Impfstoffes.

Die Kapazität für die im Zuge der Pandemie stark ausgebaute Produktion gibt das Unternehmen in seinem Statement mit rund vier Milliarden Dosen für 2022 an. Zusätzliche Materialien, Produktionsstätten oder Ausrüstung sind für das Omikron-Vakzin nicht nötig. Da man davon ausgeht, dass das angepasste Vakzin auch gebraucht wird, läuft die Produktion auch schon.

Spezielle Vorgaben seitens EMA

Ein solcher Anpassungsprozess für einen Covid-19-Impfstoff wurde noch nie durchgespielt. Der entscheidende Punkt für alle Unternehmen, die sich gerade darum bemühen, ist, dass seitens der Gesundheitsbehörden der epidemiologische Bedarf auch angemeldet und sozusagen das „Go“ gegeben wird. Die Abstimmungen dazu laufen. In der Folge könnte man den vorentwickelten Impfstoff entsprechend rasch bereitstellen.

Studien zur Sicherheit und Wirksamkeit müssten jedenfalls durchgeführt werden - allerdings in kleinerem Rahmen als bei der Erstzulassung mit damals Zehntausenden Studienteilnehmern. Seitens der europäischen Arzneimittelbehörde EMA gibt es hier spezielle Vorgaben für die Zulassung angepasster Vakzine. Laut Pfizer setzt man hier wie schon seit Pandemie-Beginn verschiedene Schritte in dem Prozedere parallel.

Stellt man tatsächlich auf Omikron-spezifische Vakzine um, braucht es jedenfalls auch eine angepasste Impfstrategie. Dazu gehört die Frage, wie mit Lagerbeständen des herkömmlichen Impfstoffes oder mit der epidemiologischen Einschätzung der anderen SARS-CoV-2-Varianten umgegangen wird, die laut Experten bis zu einem gewissen Umfang reduziert weiter kursieren werden.