Der universelle Sarbeco-Coronavirus-Impfstoff erweist sich im ersten Versuch am Menschen als sicher

Die erste klinische Studie am Menschen mit einem universellen Sarbeco-Coronavirus-Impfstoff, der von der Universität Cambridge und dem Spin-out DIOSynVax (DVX) Ltd entwickelt wurde, hat gezeigt, dass der Impfstoff sicher ist und keine signifikanten Nebenwirkungen hat.

In der Studie, an der 39 gesunde Freiwillige teilnahmen, wurde ein Impfstoff getestet, der Schutz gegen mehrere Sarbeco-Coronaviren bieten soll – die große Gruppe von Viren, die in der Natur vorkommen, einschließlich SARS-CoV-2, das die COVID-Pandemie verursacht hat.

Der Impfstoff löste bei den Freiwilligen nicht nur Immunreaktionen gegen SARS-CoV-2 und SARS aus, sondern auch gegen verwandte Fledermausviren, die möglicherweise vom Tier auf den Menschen überspringen und künftige Pandemien auslösen könnten.

Dieser Versuch beweist die Sicherheit einer völlig neuen Art der Impfstoffentwicklung. Die Technologie nutzt ein von der KI entwickeltes „Superantigen“, um einen dauerhaften Schutz gegen eine Vielzahl von Viren – beispielsweise die Ebola-Gruppe oder die Sarbeco-Coronavirus-Gruppe – zu bieten, selbst wenn diese mutieren.

Auf diese Weise entwickelte Impfstoffe könnten vor künftig auftretenden Virusbedrohungen schützen. Die Technologie reduziert auch die Notwendigkeit einer häufigen Neuformulierung, was eine grundlegende Einschränkung aktueller Impfstoffe darstellt.

Dies ist das erste Mal, dass ein Impfstoff, dessen Wirkstoff vollständig durch Computersimulationen entwickelt wurde, am Menschen getestet wurde.

Die Teilnehmer nahmen an den Versuchen in den klinischen Forschungseinrichtungen des National Institute for Health and Care Research (NIHR) in Southampton und Cambridge teil. Die Studie wurde vom University Hospital Southampton NHS Foundation Trust (UHSFT) gesponsert.

Die Ergebnisse werden im Journal of Infection veröffentlicht.

„Wir haben die Impfstoffentwicklung von einer reaktiven auf eine zukunftssichere Entwicklung umgestellt. Unsere Impfstoffe bieten weiterhin Schutz vor Viren, auch wenn diese zu neuen Stämmen mutieren“, sagte Professor Jonathan Heeney vom Lab of Viral Zoonotics der Abteilung für Veterinärmedizin der Universität Cambridge, der wissenschaftliche Leiter der Forschung.

Er fügte hinzu: „Wir haben das Problem herkömmlicher Impfstoffe überwunden, die nur einen begrenzten Schutz bieten. Das bedeutet, dass wir dem ständigen Kreislauf entkommen können, in dem wir die beim Menschen zirkulierenden Virusvarianten jagen und die Impfstoffe aktualisieren, um zu versuchen, aufzuholen, so wie ein Hund seinen Schwanz jagt.“

Das Antigen ist der Wirkstoff in einem Impfstoff – es löst beim körpereigenen Immunsystem eine schützende Immunantwort aus und trainiert es so, künftige Infektionen durch ein breites Spektrum von Krankheitserregern abzuwehren, die diese spezifischen DVX-Antigene enthalten.

Aktuelle Impfstoffe wie der saisonale Grippeimpfstoff und bestehende Covid-19-Impfstoffe verwenden Antigene bestimmter Virusstämme oder -varianten, die bereits beim Menschen nachgewiesen wurden. Da Viren jedoch ständig mutieren, verfügen diese herkömmlichen Impfstoffe zum Zeitpunkt der Herstellung und des Vertriebs nur über einen begrenzten Schutz und müssen jährlich aktualisiert werden, um Schritt zu halten.

Um das Antigen für einen universellen Coronavirus-Impfstoff zu entwickeln, nutzte das Team alle verfügbaren genetischen Sequenzdaten für Sarbeco-Coronaviren, die von Überwachungsprogrammen auf der ganzen Welt protokolliert wurden. Mithilfe maschinellen Lernens entwickelten sie dann ein Superantigen, das die Antigenmerkmale enthält, die dieser gesamten Gruppe von Viren gemeinsam sind – auch solchen, die noch nicht aufgetreten sind.

Klinische Studien am Menschen

Der Impfstoff wurde Freiwilligen im Alter zwischen 18 und 50 Jahren an der NIHR Southampton Clinical Research Facility an der UHSFT und an der NIHR Cambridge Clinical Research Facility am Addenbrookes Hospital in Cambridge verabreicht.

Das Superantigen ist mit den meisten Impfstoffabgabesystemen kompatibel. In diesem Versuch wurde es als DNA-Impfstoff über einen Mikroflüssigkeitsstrahl verabreicht. Diese nadelfreie Verabreichungsmethode bietet eine Alternative für diejenigen, die Angst vor nadelbasierten Injektionen haben. Dadurch könnte die Impfung bei einer großen Zahl von Menschen schneller und einfacher durchgeführt werden, insbesondere in Umgebungen, in denen die Verabreichung herkömmlicher Injektionen schwieriger ist.

Ein früherer Tierversuch – ein wichtiger Schritt vor Beginn klinischer Studien am Menschen – ergab, dass der Impfstoff eine starke Immunantwort gegen eine Reihe von Coronaviren auslöste.

Der Impfstoff muss weiterentwickelt werden, bevor er für den öffentlichen Einsatz bereit ist. In einer größeren Phase-2-Studie wird als Nächstes die Fähigkeit des Impfstoffs untersucht, Immunreaktionen in einer breiteren und vielfältigeren Bevölkerung auszulösen, und bestätigt werden, dass er starke, umfassend schützende Immunreaktionen hervorruft.

Die anhaltende Pandemiegefahr

Viren wie Influenza, Coronaviren und die Ebola-Gruppe entwickeln sich ständig weiter und bis zur Einführung von Impfstoffen sind sie möglicherweise nur unzureichend aufeinander abgestimmt – das derzeitige „reaktive“ Impfstoffsystem hat Schwierigkeiten, Schritt zu halten.“

Professor Saul Faust, leitender Ermittler des Prozesses, University of Southampton

Er fügte hinzu: „Diese neue Klasse universeller Impfstoffe ist zukunftssicher. Sie schützen nicht nur vor vielen Varianten gleichzeitig, sondern möglicherweise auch vor verwandten Viren, die noch nicht aufgetreten sind und auf den Menschen übergesprungen sind.“

„Wenn wir diese neue Klasse von Impfstoffen entwickeln und klinisch weiterentwickeln können, bevor ein Virusausbruch beginnt, könnten Millionen von Leben gerettet, Lockdowns vermieden und die Wirtschaft gerettet werden.“

Professor Marian Knight, wissenschaftlicher Direktor für NIHR-Infrastruktur, sagte: „Der bemerkenswerte Erfolg dieser von der KI konzipierten ‚Superantigen‘-Studie markiert einen entscheidenden Fortschritt in unserer Fähigkeit, einen breiten, dauerhaften Virenschutz zu bieten.“

Sie fügte hinzu: „Dieser Meilenstein wurde nur durch Partnerschaften zwischen dem Life-Science-Sektor und unserer erstklassigen NIHR-Infrastruktur in Cambridge und Southampton ermöglicht, deren klinische Forschungseinrichtungen das notwendige Fachwissen und die notwendige Umgebung bereitstellten, um diese Innovation sicher voranzutreiben und sie den Patienten einen großen Schritt näher zu bringen.“

Coronaviren wie SARS-CoV-2 und verwandte Sarbeco-Coronaviren stellen weiterhin eine Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar. Eine Vielzahl dieser und anderer Viren zirkuliert weiterhin in Tieren und könnte jederzeit auf den Menschen überspringen – es lässt sich jedoch nicht vorhersagen, welches und wann.

Die Forschung wurde hauptsächlich von Innovate UK finanziert. Die DIOSynVax-Pipeline umfasst Impfstoffkandidaten gegen die saisonale Grippe des Menschen und die pandemische Influenza-Bedrohung, hämorrhagische Fieberviren und Coronaviren einschließlich SARS-CoV-2.

DIOSynVax – Digitally Immune Optimized Synthetic Vaccines – ist ein Spin-out-Unternehmen der University of Cambridge, das 2017 mit Unterstützung von Cambridge Enterprise, der Kommerzialisierungsabteilung der Universität, gegründet wurde. Jonathan Heeney ist Professor für Vergleichende Pathologie an der Universität Cambridge und Fellow am Darwin College.

Quellen: