Erst SARS-CoV, dann MERS-CoV und schließlich SARS-CoV-2: Drei zoonotische Beta-Coronaviren, die innerhalb von 20 Jahren zu drei neuen Krankheitsbildern beim Menschen geführt haben. Dass auch künftig potenzielle Corona-Pandemieviren vom Tier auf den Menschen übertragen werden, ist nicht auszuschließen. Das nahmen US-amerikanische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum Anlass, einen Impfstoff zu entwickeln, der zu einer Kreuzimmunität gegen mehrere Coronaviren führen soll. Im Fachjournal »Nature« veröffentlichten sie nun erste Ergebnisse zur Testung ihres Impfstoffkandidaten an Makaken, einer zu den Primaten gehörenden Affengattung (DOI: 10.1038/s41586-021-03594-0).
Die Basis des Impfstoffs bildet ein Ferritin-Molekül aus dem Bakterium Helicobacter pylori. Über eine bakterielle Transpeptidase, die sogenannte Sortase, sind auf die Ferritin-Nanopartikel an 24 Stellen Rezeptorbindungsdomänen (RBD) von SARS-CoV-2 aufgebracht. Das Ganze wird dann als »SARS-CoV-2-RBD Sortase-konjugierter Nanopartikel« oder kurz »RBD-scNP« bezeichnet und erinnert optisch an ein Coronavirus. Als Adjuvans ist zusätzlich ein Agonist der Toll-like-Rezeptoren 7 und 8 enthalten. Dieser Aufbau soll die Bildung sogenannter Kreuz-Antikörper begünstigen. Denn die RBD des Spike-Proteins ist als Target für solche bekannt und die Anordnung mehrerer Kopien auf Nanopartikeln soll die Immunogenität des Antigens erhöhen.
Diesen Impfstoff verabreichte das Team um Erstautor Dr. Kevin O. Saunders vom Duke Human Vaccine Institute in North Carolina fünf Makaken insgesamt dreimal intramuskulär im Abstand von vier Wochen. Die Tiere bildeten nach der ersten Impfung IgG-Antikörper gegen die SARS-CoV-2-RBD, nach zwei Auffrischungen stiegen die Antikörpertiter weiter an. Die Forschenden stellten außerdem fest, dass die Immunisierung der Makaken eine kreuzneutralisierende Antikörperantwort gegen SARS-CoV-2, dessen Varianten B.1.1.7, P.1 und B.1.351 sowie gegen SARS-CoV und zwei bei Fledermäusen gefundenen Coronaviren hervorrief.
Dies verglichen sie mit den Resultaten einer zweifachen Verimpfung einer Covid-19-mRNA-Vakzine an die Tiere. Auch hier gab es eine kreuzneutralisierende Antikörperantwort, allerdings meist mit niedrigeren Titern als bei dem RBD-scNP-Impfstoff. »Diese Ergebnisse zeigen, dass aktuelle mRNA-Impfstoffe einen gewissen Schutz vor zukünftigen zoonotischen Beta-Coronavirus-Ausbrüchen bieten können und eine Plattform für die weitere Entwicklung von pan-Beta-CoV-Impfstoffen darstellen«, schreiben die Autoren.
Vom RBD-scNP Impfstoff erhoffen sie sich, dass dieser eine Basis für die Herstellung von Impfstoffen gegen Pan-Coronaviren darstellt, die das nächste Übergreifen eines Coronavirus auf den Menschen verhindern, schnell abschwächen oder auslöschen könnten.
Auch andere Arbeitsgruppen widmen sich der Thematik bereits. So forscht zum Beispiel das Team um Alexander A. Cohen vom California Institute of Technology in Pasadena an sogenannten Mosaik-Nanopartikeln, dessen Verimpfung an Mäusen ebenfalls zur Antikörperbildung gegen verschiedene Coronavirus-Stämme bewirkte.