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Angesichts der Covid-19 Pandemie arbeitet die Forschung an allen Fronten an der Bekämpfung des neuen Corona-Virus (Sars-CoV-2). In den Labors suchen die Fachleute mit Hochdruck nach antiviralen Wirkstoffen zur Behandlung der gefährlichen Krankheit. Nur mit einem Impfstoff können die Menschen aber präventiv vor einer Erkrankung geschützt werden. Das Dilemma: Die Entwicklung und Produktion eines Vakzins dauert in der Regel Jahre – zu lange in der gegenwärtigen Krise. Um die langwierigen Verfahren zu beschleunigen, greifen Forschende in Hochschulen und Firmen deshalb auf neuartige Technologien zurück.
«Ich kann innert weniger Tage einen experimentellen Impfstoff herstellen», sagt Steve Pascolo vom Universitären Forschungsschwerpunkt «Translationale Krebsforschung» der UZH. Möglich ist dies dank einer neuen Technologie basierend auf der Erbsubstanz infektiöser Erreger. Traditionelle Impfstoffe bestehen aus abgetöteten Viren oder Virenteilen, die in Haut oder Muskel gespritzt werden. Das Immunsystem produziert in der Folge Antikörper und Gedächtniszellen gegen Eiweissmoleküle des Virus, die bei einer Infektion aktiv werden und das Virus abwehren.
Diese Methoden liessen sich abkürzen, indem den Menschen direkt ausgewählte Virusgene in Form ihrer RNA gespritzt würden. Sie veranlassen die Körperzellen zur Produktion des dazugehörigen Virus-Eiweisses, was das Immunsystem zur Bildung von Antikörpern aktiviert. Diese auf der Erbsubstanz des Virus basierende mRNA-Technologie ist deutlich schneller als die bisherigen Methoden, allerdings noch in klinischer Erprobung. Darauf basierende kommerzielle Impfstoffe gibt es noch nicht.
Steve Pascolo ist nun dabei, ein geeignetes Virusgen des Sars-CoV-2 als Vakzin in den benötigten Mengen herzustellen. Dazu benutzt er eine Kopie des Gens aus dem Coronavirus, das für die charakteristischen Stacheln (Spikes) des Virus verantwortlich ist und eine starke Immunantwort hervorrufen sollte. Mit diesen Molekülen auf der Oberfläche verschafft sich das Virus bei einer Infektion Eingang in die Zellen der Lunge. Auch andere, traditionelle Verfahren versuchen mithilfe dieser Spikes einen Impfstoff herzustellen.
Der Molekularbiologe Steve Pascolo kann das Virusgen dank der für den Forschungsschwerpunkt aufgebauten mRNA-Plattform, die seit fünf Jahren in Betrieb ist, sehr rasch vervielfältigen. Sie wird sonst für innovative Immuntherapien gegen Krebserkrankungen genutzt. Die Prozesse sind validiert und erlauben die Produktion des experimentellen Impfstoffes inert dreier Tage. Bevor dieses experimentelle Vakzin an Menschen geprüft werden könnte, werden Tests an Versuchstieren nötig sein. Bereits Ende März sollte der selbstgemachte experimentelle Imfpstoff gegen Covid-19 für präklinische Studien zur Verfügung stehen, sagt Pascolo. Für die darauffolgenden klinischen Studien müsste das Verfahren zu sogenannter GMP Qualität hochgefahren werden.
Die schnelle RNA-Vakzin-Technologie wird nicht nur an der Universität Zürich, sondern auch von Biotech-Firmen weltweit vorangetrieben. So prüft die amerikanische Firma Moderna bereits ein mRNA-Vakzin gegen Sars-CoV-2 in ersten klinischen Studien, die erste Verabreichung an eine Testperson erfolgte Mitte März. Auch die deutschen Firmen Biontech und Curevac haben entsprechende Projekte kürzlich angekündet. Biontech ist übrigens in Zürich keine unbekannte Firma, ist doch der emeritierte UZH-Immunologe und Nobelpreisträger Rolf Zinkernagel im Advisory Board. Pascolo betrachtet diese Aktivitäten weniger als Konkurrenz denn als Chance für die neue mRNA-Vakzin-Technologie, die sich nun in dieser Krisensituation bewähren könnte. «Es ist sinnvoll, dieses schnelle Verfahren jetzt zu optimieren und einzusetzen.»
