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So funktionieren die Covid-19-Impfstoffe

Dr. Karen Zoufal/RF  |  28.04.2021

Derzeit werden Covid-19-Impfstoffe angewendet und entwickelt, die ganz unterschiedlich wirken. Dieser Überblick macht anschaulich, auf welche Weise die verschiedenen Corona-Impfstoffe funktionieren und wie sie hergestellt werden.

Forscher mit Maske und Brille schaut auf Impfstoff.
Gesundheitsminister Jens Spahn erwartet noch in diesem Jahr die ersten Corona-Impfungen.
© iStock.com/Mongkolchon Akesin

„Gen“-Impfstoffe

Hierzu gehören Comirnaty von Biontech/Pfizer, Covid-19 Vaccine Moderna sowie CVnCoV von Curevac.

Genbasierte Impfstoffe können sehr schnell in ausreichenden Mengen im Labor hergestellt und auch an neue Erreger angepasst werden. Sie enthalten bestimmte Teile des Erbguts des Virus in Form von DNA oder mRNA, das durch die Impfung in menschliche Körperzellen gelangt. Wie bei einer natürlichen Infektion mit dem Virus stellen die Zellen dann Virusteile her, auf die das Immunsystem reagiert. Da nur Teile des Virus-Erbguts enthalten sind, entstehen keine kompletten Viren.

Die zwei bereits zugelassenen mRNA-Impfstoffe sind die ersten ihrer Art. Für ihre Herstellung sind weder Bakterien oder andere Zellen noch toxische Chemikalien erforderlich. Dass sich das Erbgut mit dem menschlichen vermischt, gilt als äußerst unwahrscheinlich bis unmöglich. Sowohl RNA- als auch DNA-Impfstoffe wurden vor Corona beim Menschen noch nicht eingesetzt. Erfahrungen mit DNA-Impfstoffen gibt es aber bereits in der Tiermedizin.

Vektorimpfstoffe

Hierzu gehören Vaxzevria von AstraZeneca sowie Covid-19 Vaccine Janssen von Johnson & Johnson und Sputnik V aus Russland.

Bei diesen Impfstoffen werden in das Erbgut von bestimmten Trägerviren (Vektoren) Teile des Erbguts des Coronavirus eingeschleust. Die Trägerviren haben die Aufgabe, es in die menschlichen Körperzellen zu bringen. Die Körperzellen stellen dann entsprechende SARS-CoV-2-Virusteile her, auf die das Immunsystem mit der Produktion von Antikörpern reagiert. Mit solchen Impfstoffen hat man bereits Erfahrungen, beispielsweise funktioniert der Ebola-Impfstoff nach diesem Prinzip. Die Trägerviren müssen wie bei Lebend- und Totimpfstoffen in Zellen gezüchtet werden, allerdings geht von ihnen keine größere Gefahr aus.

Abgeschwächte Lebendimpfstoffe und Totimpfstoffe

Hierzu gehören die chinesischen Impfstoffe Coronavac und BBIBP-CorV.

Abgeschwächte Lebendimpfstoffe enthalten geschwächte Versionen natürlicher Krankheitserreger, die sich zwar noch vermehren können, aber in aller Regel keine Krankheit mehr auslösen. Sie aktivieren das Immunsystem ähnlich gut wie echte Erreger und regen es zur Produktion von Antikörpern an. Außerdem werden Killerzellen aktiviert, die Virus-befallene Zellen zerstören. Diese Form der Impfung ist altbewährt. 

Inaktivierte Impfstoffe bzw. Totimpfstoffe sind ebenfalls schon lange im Einsatz. Dafür werden die Krankheitserreger wie für Lebendimpfstoffe vermehrt, aber anschließend wird ihr Erbgut zerstört, so dass sich die Erreger nach der Impfung nicht mehr vermehren können. Dadurch wird das Immunsystem jedoch nicht ganz so gut angeregt.

Der Nachteil beider Methoden ist, dass die Herstellung der Impfstoffe lange dauert und dabei hohe Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden müssen, denn die gefährlichen SARS-CoV-2-Viren müssen zunächst in großem Maßstab in lebenden Zellen gezüchtet und anschließend aufbereitet werden. 

Untereinheiten-Impfstoffe

Diese Impfstoffe enthalten Fragmente eines Erregers. Dabei handelt es sich meistens um Eiweiß- oder Zuckerbestandteile. Sie regen das Immunsystem aber häufig nicht stark genug an, so dass die Immunantwort schwächer ausfallen kann oder Wirkverstärker, sogenannte Adjuvantien, erforderlich sind. Solche Impfstoffe werden mit Hilfe gentechnisch veränderter Bakterien oder Hefen hergestellt. Ein Beispiel dafür ist der Impfstoff gegen Hepatitis B. Gegen Covid-19 befinden sich solche Impfstoffe in der Entwicklung, bei denen ein Eiweißbestandteil der Virushülle eingesetzt wird. Beispiel NVX-CoV2373 von Novavax.

Quelle: DOI 10.1001/jama.2021.3199

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