Wettlauf um den Impfstoff

Weltweit suchen Forscher und Unternehmen nach Wirkstoffen gegen Covid-19

In Rekordzeit hat Covid-19 die Wirtschaft in der westlichen Welt in die Knie gezwungen und das öffentliche Leben zum Erliegen gebracht. Entsprechend gebannt wartet die Menschheit auf die Entwicklung eines Wirkstoffes gegen das Virus, woran Pharmaunternehmen und Forschungseinrichtungen weltweit fieberhaft arbeiten.

Mögliche Kandidaten gibt es viele. Der Verband der forschenden Pharmaunternehmen (vfa) kommt aktuell allein auf 47 Impfstoffprojekte. Das Problem: Da das Virus erst seit ein paar Monaten bekannt ist, ist bisher keines der möglichen Arzneimittel auf seine Wirksamkeit gegen die Krankheit umfassend getestet worden.

In normalen Zeit durchlaufen Wirkstoffkandidaten eine langwierige Prozedur, um Wirksamkeit, Neben- und Kreuzwirkungen mit anderen Medikamenten zu überprüfen. Viele Medikamente werden im Laufe des Prozesses ausgesiebt. Der vfa schätzt, dass die Entwicklung eines neuen Medikaments die Unternehmen zwischen einer und 1,6 Milliarden Usdollar kostet und im Durchschnitt 13 Jahre dauert. Zeit, die in der aktuellen Situation mit exponentiellen Verbreitungsraten nicht zur Verfügung steht.

Erfolgversprechende Wirkstoffe

„Die im Moment realistischste Option ist daher, bereits erprobte und klinisch zugelassene antivirale Mittel auf ihre Wirksamkeit gegen das Virus zu testen“, sagt Rudi Balling, der Direktor des Luxembourg Centre for Systems Biomedicine der Uni Luxemburg. Der derzeit wohl aussichtsreichste Kandidat für eine Zweitverwendung ist das Ebola-mittel Remdesivir des amerikanischen Herstellers Gilead. Als Ebola-medikament hatte der Wirkstoff noch versagt, weil er sich bei über der Hälfte der getesteten Fälle als wirkungslos erwiesen hatte.

Seit Februar wird Remdesivir jetzt an 1000 Corona-patienten in asiatischen Krankenhäusern, unter anderem in Wuhan, erprobt. Die ersten Ergebnisse soll es im April geben. In vielen Krankenhäusern wird das Medikament aber jetzt in besonders kritischen Fällen schon verabreicht. Nach Informationen des „Luxemburger Wort“soll auch in Luxemburg bald in Kooperation mit französischen Krankenhäusern eine klinische Studie mit Remdesivir gestartet werden, wenn das Gesundheitsministerium zustimmt.

Weltweit werden gerade zahlreiche weitere Kandidaten auf ihre Wirksamkeit getestet, so das Malariamedikament Chloroquin des deutschen Herstellers Bayer oder der Influenza-wirkstoff Favipiravir. Letzterer hat in China eine beschleunigte Zulassung für den Einsatz gegen Covid-19 erhalten. Am Freitag verkündete der Schweizer Pharmakonzern Roche, dass sein Arthritis-medikament Actemra klinisch auf seine Wirksamkeit gegen das Virus getestet wird.

Eine Möglichkeit, Covid-19 zu bekämpfen, wäre es, die Proteine an den Zellen des Rachens und der Lunge auszuschalten, an denen sich der Virus anheftet, um die Zellen zu infiltrieren. „Das ist ein bisschen so, als hätte man Schlüssel außen an der Haustür stecken lassen und würde den jetzt mit dem Hammer abschlagen, um zu verhindern, dass der Eindringling ins Haus kommt“, erklärt Rudi Balling. Es existieren bereits Präparate, die dieses Protein hemmen. Verschiedene molekulare Strategien könnten also genutzt werden, um nach bereits bestehenden Medikamenten mit entsprechender Wirkung zu suchen.

Möglicher Beitrag aus Luxemburg

Aber die beschleunigten Zulassungsverfahren und Zweitnutzungen von Medikamenten sind mit Risiken verbunden, weil noch zu wenig über die Funktionsweise der neuen Krankheit bekannt ist. „Gesicherte Evidenz aus klinischen Studien ist essenziell. Daher ist es entscheidend, dass Forschungsinstitute

Wissenschaftler müssen jetzt ihre eigenen Forschungsprojekte hintanstellen.

Rudi Balling

und Unternehmen schnell verstehen, wie die Krankheit auf molekularer Ebene funktioniert“, so Balling. Das ist der Bereich, in dem das LCSB einen wichtigen Beitrag leisten kann, indem es diese komplexen Vorgänge am Computer modelliert. „Bei uns hat sich da spontan ein ganz neues Forschungsprojekt auf die Beine gestellt, wo wir versuchen, mit unserem systembiologischen Ansatz die Vorgänge genau zu verstehen, die in Corona-patienten ablaufen. Wir haben angefangen, die Krankheitspfade digital zu modellieren“, so Balling. „Die oberste Priorität ist jetzt für uns, Unterstützung zu leisten. Da stellen die Wissenschaftler ihre eigenen Forschungsprojekte zurück und schauen, wo sie helfen können. Unsere Experten für „Computational Biology“haben das Wochenende durchgearbeitet, um zu sehen, wie wir unsere Kompetenzen in Maschine Learning und Künstlicher Intelligenz nutzen können, um zum Verständnis der Krankheit beizutragen.“

So besteht die Hoffnung, dass dem Virus die globale Vernetztheit zum Verhängnis wird, die für seine beispiellos schnelle Weiterverbreitung gesorgt hat. Ein Beschleuniger für die weltweite Forschung ist „Open Access“: Alle Wissenschaftler, Unternehmen und Forschungspublikationen machen ihre Erkenntnisse allgemein zugänglich, damit sie von anderen aufgegriffen werden. So wurden auf der Plattform Medrxiv seit Januar über 600 wissenschaftliche Artikel zum Thema Corona veröffentlicht.

Hoffnung auf einen Impfstoff

„Im schlechtesten Fall entwickelt sich Covid-19 zu einem saisonalen Virus, der jedes Jahr zurückkommt, im günstigsten Fall gelingt es, ihn so weit zurückzudrängen,

auf bereits bestehende Präparate zurückgreifen und diese für Covid-19 anpassen. Muller bezeichnet das als „Plattform“. Solche Plattformen bestehen im Wesentlichen aus einem Protein des Erregers und Zusatzstoffen, die die Immunreaktion des Körpers verstärken, den sogenannten Adjuvantien. „Man versucht jetzt, auf existierende Plattformen gegen andere Krankheiten, Moleküle von Covid-19 aufzupflanzen,“sagt Muller.

Neben dieser klassischen Methode der Impfstoffherstellung gibt es neue Ansätze. Diese verwenden nicht Proteine des Erregers, um die Immunreaktion anzustoßen, sondern genetisches Material wie DNA oder Messanger-rna (MRNA), also der Mechanismus, der Informationen aus dem Erbgut einer Zelle in Bauanleitungen für Proteine übersetzt.

Unerprobte Methoden

Ein Unternehmen, das einen mrna-ansatz verfolgt, ist Curevac aus Tübingen in Deutschland.

Curevac geriet am vergangenen Wochenende in die Schlagzeilen, als es hieß, dass Us-präsident Donald Trump die Biotechnologiefirma kaufen möchte, um den Impfstoff prioritär für Us-bürger nutzen zu können. Zwei weitere Firmen, die versuchen mit dieser Technologie einen Impfstoff zu erzeugen sind das amerikanische Moderna, das am Montag eine klinische Studie begonnen hat und Biontech aus Mainz. Das deutsche Biotechnologieunternehmen hat

Bisher gibt es noch keinen einzigen für den Menschen zugelassenen Impfstoff, der auf der mrnatechnologie basiert.

Claude Muller

kürzlich zwei strategische Partnerschaften mit dem chinesischen Fosun Pharma und dem amerikanischen Pharmariesen Pfizer zur Entwicklung des Impfstoffes angekündigt. Die neuen mrna-ansätze haben den Vorteil, dass man im Gegensatz zu den herkömmlichen Methoden sehr schnell und relativ günstig große Mengen von den Wirkstoffen produzieren kann, erklärt Muller. So wäre Curevac nach eigenen Angaben heute in der Lage, über 100 Millionen Dosen von dem Impfstoff pro Jahr zu produzieren.

„Allerdings gibt es bisher noch keinen einzigen für den Menschen zugelassenen Impfstoff, der auf der mrna-technologie basiert. Wir konnten bisher nur wenig Erfahrung damit sammeln. Im Gegensatz dazu, wissen wir bei den traditionellen Methoden relativ genau, wie es funktioniert, wie man die Wirkstoffe testen kann und welche Nebenwirkungen auftreten können“, so der Wissenschaftler.

Trotz aller Bemühungen um beschleunigte Verfahren gehen die Schätzungen weit auseinander, wie lange es dauert, bis ein sicherer und wirksamer Impfstoff zur Verfügung steht. Lothar Wieler, der Präsident des deutschen Robert Koch Instituts, rechnet damit, dass es realistischerweise im Frühjahr 2021 so weit sein könnte.

Ein gutes Zeichen in dieser Hinsicht ist die Geschwindigkeit, mit der Forscher und Unternehmen agieren. Bereits im Januar war es chinesischen Wissenschaftlern gelungen, die DNA des Virus zu entschlüsseln. Danach vergingen gerade einmal 65 Tage, bis die ersten Tests an gesunden Freiwilligen mit dem Impfstoff von Moderna begannen.

Überwachung der Mutationen

Ist die aktuelle Krisensituation erst einmal überwunden, wird es darum gehen, den Virus weiter zu kontrollieren und seine Weiterentwicklung zu beobachten. Sollte sich Covid-19 zu einer saisonalen Krankheit entwickeln, ist wie bei der Influenza damit zu rechnen, dass jedes Jahr durch Mutation neue Varianten des Virus auftauchen. Die Wirkstoffe müssen entsprechend regelmäßig angepasst werden. „Bisher gibt es allerdings keine Anzeichen dafür, dass der Virus stark mutiert“, so Rudi Balling.

Entsprechend muss eine internationale Datenbank aufgebaut werden, in der Infektionsströme und Veränderungen im Erbgut des Virus dokumentiert und analysiert werden können. Bei dieser Beobachtung des Virus kann das Luxemburger Forschungszentrum LCSB eine wichtige Rolle spielen. So entwickelt die „Systems Control Group“am LCSB mathematische Modelle, die nachvollziehen, wie sich unterschiedliche Varianten von Krankheiten entwickeln und nach welchen Mustern sie sich geografisch ausbreiten.

Solche Fragen des zukünftigen Managements des Virus scheinen aber im aktuellen Krisenmodus noch weit entfernt. Bis ein wirksames Medikament oder ein Impfstoff gefunden ist, bleibt „Social Distancing“die effektivste Waffe im Kampf gegen die Epidemie.