Umkodiertes und abgeschwächtes SARS-CoV-2 als möglicher intranasaler Impfstoff?

Präklinische Studienergebnisse von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Freien Universität Berlin in Science Advances veröffentlicht

Ein Forschungsteam der Freien Universität Berlin hat im Rahmen von präklinischen Studien eine abgeschwächte Variante des SARS-CoV-2-Virus konstruiert; das sogenannte sCPD9 vermehrte sich in Goldhamstern und Roborovski-Zwerghamstern mit reduzierter Effizienz und verursachte keine Krankheitsanzeichen. Zudem fanden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler heraus, dass schon eine einmalige intranasale Impfung mit sCPD9 die Hamster vor einer Infektion mit bedenklichen SARS-CoV-2-Varianten schützt. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Um das abgeschwächte Virus sCPD9 herzustellen, ersetzten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen kurzen Abschnitt des SARS-CoV-2-Genoms durch eine chemisch synthetisierte Sequenz, die die Virusreplikation einschränkt. Die eingefügte Sequenz wurde von einem Computeralgorithmus durch einen Prozess namens Codon Pair Deoptimization erzeugt. ’Solche deoptimierten Sequenzen verhindern, dass rekodierte Gene von ihnen kodierte Proteine effizient produzieren. Deshalb kann sich sCPD9 nicht so stark replizieren und vermehren", erklärt der Veterinärmediziner und Erstautor der Studie Dr. Jakob Trimpert von der Freien Universität. Durch angeborene und adaptive Immunreaktionen sei es darum für einen Wirt leichter, das Virus zu bekämpfen.

Das sCPD9-Virus kodiere zwar dieselben Proteine wie das ursprüngliche SARS-CoV-2-Virus, allerdings sei die Replikation sehr verzögert. ’Das langsam replizierende Virus bietet das gesamte Repertoire an Virusantigenen, welche eine effiziente Immunantwort hervorrufen können", erklärt der Biologe und Letztautor der Studie Dr. Dusan Kunec von der Freien Universität. Obwohl sich sCPD9 in den oberen und unteren Atemwegen von Hamstern vermehrt, zeigten den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zufolge weder Goldhamster noch Roborovski-Zwerghamster nach der Impfung mit sCPD9 offensichtlichen Anzeichen von Krankheit; dies sei auf die abgeschwächte Replikation des sCPD9 Virus zurückzuführen. Trotz der Abschwächung des Impfstoffkandidaten habe eine einzige intranasale Impfung mit sCPD9 die Bildung von neutralisierenden Antikörpern gegen vier Varianten von SARS-CoV-2, namentlich B.1.1.7 (Alpha), B.1 .351 (Beta), B.1.1.28.1 (Gamma) und B.1.617.2 (Delta), stimulieren können. Zudem habe die Impfung vollständigen Schutz vor einer COVID-19-ähnlichen Erkrankung nach experimenteller Infektion mit den Varianten B.1 sowie Alpha und Beta geboten.

’Durch die ständige Evolution von SARS-CoV-2 hin zu neuen und schwer zu kontrollierenden Varianten wie der jüngst beschriebenen Omicron-Variante, sind breit wirksame und lokal anwendbare Impfstoffe dringend notwendig", sagt Jakob Trimpert. ’Ein Lebendimpfstoff wie sCPD9 ist durch die intranasale Anwendung einfach zu einzusetzen und gleichzeitig hochwirksam; er kann damit als wirksames Mittel zur Bekämpfung der anhaltenden Pandemie dienen", sagt Dusan Kunec.

Die Studie mit dem Titel ’Live attenuated virus vaccine protects against SARS-CoV-2 variants of concern B.1.1.7 (Alpha) and B.1 .351 (Beta)" wurde im Rahmen eines Gemeinschaftsprojektes des Schweizerischen Nationalfonds und der DFG ’Recoding the SARS-CoV-2 Genome - A Multidisciplinary Approach to Generate Live-Attenuated Coronavirus Vaccines" durchgeführt und von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Bern und des Instituts für Virologie und Immunologie (IVI) mitverfasst; sie entwickelten die Grundlagen, die dem Forschungsteam der Freien Universität die Entwicklung des Impfstoffkandidaten ermöglichte.


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