1. Virus-Vakzine
1.a. Attenuiertes SARS-CoV2 Virus
Wird als Ganzes Zusammen mit einem Adjuvans als Impfstoff verwendet. Millionenfach bewährte „low tech“ Methode, die allerdings bei immunologisch kompromittierten Menschen zu schweren Infektionen führen kann.
1.b. Inaktives SARS-CoV2 Virus
Hier werden inaktivierte Viren (z.B. durch Chemikalien, wie Formaldehyd, oder durch Hitze), die nicht mehr krankheitserregend sind, als Impfstoff verwendet.
Das logistische Problem, genug Impfstoffdosen für sehr viele Menschen zu produzieren, ist im Vergleich zu anderen Impfstoffen bei diesen beiden Ansätzen besonders gravierend.
2. Protein-basierte Varkzine
2.a. Protein-Subunit Vakzine
Hier werden Fragmente der Spike (S) – Proteine gentechnisch hergestellt und als Impfstoffe verwendet. Diese Impfstoffe müssen mehrmals verabreicht werden und benötigen – im Gegensatz zu den unter den Punkten (3) und (4) erwähnten Formen – zur Verstärkung ihrer Wirkung immer Adjuvantien.
2.b. Virus-ähnliche Partikel (Virus-Like-Particles -VLPs)
Hier werden leere Virushüllen – also virale Strukturen ohne genetisches Material – mit S-Proteinfragmenten beladen und ohne Adjuvanten als Impfstoffe verwendet.
3. Virus-Vektor Vakzine
Hier werden virale Vektoren (z.B. Masern- oder Adenoviren) gentechnisch attenuiert, und zwar im Gegensatz zu den unter Punkt 1.a. erwähnten Verhältnissen bis zu einem Stadium, in dem sie selbst keine Erkrankung mehr hervorrufen können. Diese attenuierten Viren werden nun als Vektoren für in sie eingebaute Gene verwendet, die für SARS-CoV2 S-Proteine bzw. – Proteinfragmente codieren. Dabei unterscheidet man Vektoren, die sich im Körper des immunisierten Menschen noch vermehren können und daher über längere Zeit Antigene produzieren und freisetzen, und nicht replikationsfähige Vektoren, die nach der Injektion ihre gesamte gespeicherte Antigenmenge einmalig in den Empfänger abgeben.
4. Nukleinsäuren basierte Vakzine
4.a. DNA-basierte Vakzine
4.b. RNA-basierte Vakzine
In beiden Fällen werden Basensequenzen verwendet, die für Peptiddomänen der Virus S-Proteine codieren. Diese Virusantigene werden nach Injektion in den Empfänger entweder in die DNA der Zielzellen (z.B. Muskelzellen, Bindegewebszellen) eingebaut (DNA-Vakzine) und dann in diesen transkribiert und translatiert, oder sie entfalten ihre Wirkung (Transkription und Translation) direkt in den Ribosomen im Zytoplasma der Zielzellen. Die in den Zielzellen exprimierten Antigene werden dann von Antigen-präsentierenden Zellen (v.a. dendritischen Zellen) den T-Helfer und B-Zellen präsentiert, und es wird so eine effiziente Immunreaktion induziert.
Ref.
The Race for Coronavirus Vaccines
Ewen Callaway and Nik Spence
Nature 580: 576-577 (2020)
doi: 10.1038/d41586-020-01221-y