Ein kleines Fläschchen mit Impfstoff hat eine mächtige Schlagkraft. Seine Winzigkeit verbirgt die umfangreiche Arbeit, die dahinter steckt. "Im Durchschnitt dauert die Entwicklung eines Impfstoffs 10 lange Jahre", sagt Johannes, der einen Abschluss in Pharmazie und einen Doktortitel in Neuro-Biochemie besitzt. "Wenn es sehr schnell geht, dauert es etwa vier bis fünf Jahre. ”
Im Falle des Coronavirus ist es keine Option, so lange zu warten. Experten sind der Meinung, dass ein Impfstoff in 12-18 Monaten zur Verfügung stehen könnte, aber das ist eine eher optimistische Schätzung. Können moderne Technologien den Prozess beschleunigen? "Möglicherweise, je nachdem, welches Konzept als erstes eine wirksame Lösung findet", sagt Johannes.
Der traditionelle Weg, einen Impfstoff zu entwickeln, besteht darin, das Virus zu isolieren, es zu inaktivieren und in den menschlichen Körper zu injizieren, um eine Immunantwort auszulösen. Wenn ein solcher Impfstoff für Milliarden von Menschen hergestellt werden soll, muss das Virus in großen Mengen unter kontrollierten Bedingungen gezüchtet werden. "Man kann sich kaum vorstellen, welche Laboreinrichtungen, Zeit und Ressourcen dies erfordern würde", betont er.
Neuere Methoden arbeiten mit der genetischen Information des Virus. Bevor wir in die Konzepte eintauchen, müssen wir zunächst die Grundstruktur eines Virus verstehen - jedes Viruspartikel hat genetisches Material (DNA oder RNA), eine schützende Proteinhülle (Kapsid) und in Fällen wie dem Grippevirus oder dem Coronavirus eine zusätzliche Hülle mit Oberflächenproteinen.
Die Oberflächenproteine schützen umhüllte Viren vor dem Immunsystem. Wenn das Oberflächenprotein die richtige Art von Wirtszelle erkennt, heftet es sich an sie und setzt das genetische Material des Virus in der Zelle frei. Da sich ein Virus nicht selbst vermehren kann und für sein Wachstum die Maschinerie einer Wirtszelle benötigt, spielt das Oberflächenprotein die wichtigste Rolle für das Überleben und die Vermehrung umhüllter Viren wie des Coronavirus.
Drei wesentliche genombasierte Impfstoffkonzepte machen sich die genetische Information des Erregers zunutze, zum Beispiel die Gensequenzen, die die Produktion dieser Oberflächenproteine steuern, erläutert Johannes.
Bei der ersten Art von genombasiertem Impfstoff wird ein Teil des genetischen Materials des Virus in einen Vektor eingefügt, der auf Bakterien oder Zellen übertragen wird. Diese produzieren das virale Oberflächenprotein, das als Impfstoff verwendet wird.
Bei der zweiten Art wird ein Teil des genetischen Materials des Virus in harmlose Trägerviren eingebracht, die dann Menschen injiziert werden, um den Körper zu "lehren", angemessen auf die reale Bedrohung zu reagieren.
Beim dritten Typ wird die virale RNA selbst als Impfstoff in den Körper eingebracht. Die RNA steuert die Produktion von Teilen der viralen Oberflächenproteine. Die Zellen der geimpften Person produzieren aus dieser RNA das Virusprotein, das dann eine Immunantwort auslöst.
"Solche genombasierten Impfstoffe können viel schneller entwickelt und hergestellt werden als herkömmliche Impfstoffe", sagt Johannes. Sie müssen jedoch gründlich getestet werden, bevor sie der Öffentlichkeit vorgestellt werden. "Ein Impfstoff ist keine 100-prozentige tödliche Kugel gegen ein Virus. Zudem darf der Sicherheitsaspekt nicht unterschätzt werden. Nur weil sich ein Impfstoff während der Versuche bei 100-200 Menschen als sicher erwiesen hat, bedeutet das noch lange nicht, dass er für mehr als 5 Milliarden Menschen sicher ist", warnt er.