CoVLP - Kommt bald ein Covid-19-Impfstoff auf Pflanzenbasis?
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CoVLPKommt bald ein Covid-19-Impfstoff auf Pflanzenbasis?

Ein Covid-19-Impfstoff, der aus einer Tabak-ähnlichen Pflanze gewonnen wird: Das klingt ungewöhnlich, könnte aber tatsächlich helfen, den weltweiten Vakzin-Bedarf zu decken. Erste Studien-Ergebnisse lassen hoffen.

von
Fee Anabelle Riebeling
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Der Schein trügt: Bei dieser Anlage handelt es sich um kein gewöhnliches Gewächshaus. 

Der Schein trügt: Bei dieser Anlage handelt es sich um kein gewöhnliches Gewächshaus.

Medicago
Vielmehr tüfteln hier Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des kanadischen Biotech-Unternehmens Medicago an einem Impfstoffkandidaten gegen Covid-19. 

Vielmehr tüfteln hier Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des kanadischen Biotech-Unternehmens Medicago an einem Impfstoffkandidaten gegen Covid-19.

Medicago
Die Forschenden nutzen die Blätter einer nahen Verwandten der Tabakpflanze – Nicotiana benthamiana – als Bioreaktoren, um ein Antigen herzustellen.

Die Forschenden nutzen die Blätter einer nahen Verwandten der Tabakpflanze – Nicotiana benthamiana – als Bioreaktoren, um ein Antigen herzustellen.

Medicago

Darum gehts

  • Der Bedarf an Covid-19-Impfstoff ist weltweit riesig.

  • Der Vakzin-Kandidat zweier Unternehmen aus Kanada und Grossbritannien könnte helfen, ihn zu stillen.

  • Das entsprechende Antigen wird in Pflanzen produziert.

  • Es laufen bereits Phase-III-Studien.

Der Stoff, auf dem der Covid-19-Impfstoffkandidat der kanadischen Biotech-Firma Medicago und des britischen Pharmakonzerns GlaxoSmithKline basiert, entsteht nicht in einer Fabrik, sondern gedeiht in einem Gewächshaus. Denn statt auf mRNA, wie die in der Schweiz derzeit zugelassenen Corona-Vakzine, basiert der Impfstoff namens CoVLP (Coronavirus Virus-Like Particle) auf Pflanzlichem.

Die Unternehmen nutzen die Blätter einer nahen Verwandten der Tabakpflanze – Nicotiana benthamiana – als Bioreaktoren, um das Antigen herzustellen (siehe Box). Dabei handelt es sich um virusähnliche Partikel (VLP), die die native Struktur von Viren nachahmen, wodurch sie vom Immunsystem leicht erkannt werden können. Allerdings fehlt ihnen das genetische Kernmaterial, wodurch sie nicht infektiös sind und sich nicht replizieren können.

In fünf Schritten zum Antigen

Die Verantwortlichen bringen zunächst eine synthetisierte Sars-CoV-2-Virussequenz in die Pflanze ein. Anschliessend tauchen sie das nun infizierte Gewächs in eine Lösung, die den Vektor enthält und setzen das Ganze unter Vakuum. «Wenn wir dieses dann brechen, verhalten sich die Blätter der Pflanzen wie Schwämme und saugen die Lösung auf», erklärt Nicolas Petit von Medicago. Dann werden die Pflanzen vier bis sechs Tage gelagert. In dieser Zeit arbeitet ihre zelluläre Maschinerie wie eine Mini-Fabrik, um die VLPs zu produzieren. Das funktioniert, weil Nicotiana benthamiana «ein schwaches Immunsystem hat», so Petit. Das heisst, dass das genetische Material erfolgreich von der Pflanze aufgenommen werden kann, ohne abgestossen zu werden. Das gebe dem Unternehmen «ein gutes Zeitfenster, um das gewünschte Protein zu produzieren und zu ernten». Und zwar bevor die Pflanzen merken, dass etwas nicht stimmt und beginnen, sich selbst zu zerstören. Die abgeernteten Blätter werden wiederum zu einer Lösung verarbeitet, aus der die Mitarbeiter das Antigen extrahieren und isolieren, das abschliessend gereinigt und steril gemacht wird. Der gesamte Prozess dauert sechs bis acht Wochen.

Dass der Ansatz funktioniert, zeigt nun die Zwischenanalyse der Phase-I-Studie mit 180 Frauen und Männern im Alter zwischen 18 und 55 Jahren. Die Probanden erhielten im Abstand von 21 Tagen insgesamt zwei Dosen CoVLP in einer Dosierung von jeweils entweder 3,75 μg, 7,5 μg oder 15 μg. Einige enthielten zudem auch Adjuvantien – Hilfsstoffe, die durch das Hervorrufen einer stärkeren Immunantwort die Wirksamkeit des jeweiligen Impfstoffs erhöhen.

Ergebnis: Alle Impfdosen und Kombinationen mit den Hilfsstoffen wurden gut vertragen. Traten doch unerwünschte Nebenwirkungen auf, fielen diese mild bis moderat aus. Zudem waren sie vorübergehend. Am stärksten traten sie bei den Personen auf, die Impfstoff und Hilfsstoff erhielten. Typische Impfreaktionen waren lokale Reaktionen, besonders Schmerzen an der geimpften Stelle. Als systemische Reaktionen wurden vor allem Kopfschmerzen und Erschöpfung von etwa jedem vierten bis fünften Teilnehmer berichtet. Nach der zweiten Dosis traten mehr moderate Nebenwirkungen auf, die auch etwas stärker als nach der ersten Dosis ausfielen.

Auch hinsichtlich der Wirkung haben die Verantwortlichen gute Neuigkeiten. So entwickelten die Teilnehmer eine hohe Konzentration von neutralisierenden Antikörpern gegen das neue Coronavirus – besonders in der Impfkombination mit Adjuvans. Die Dosierung von CoVLP schien dagegen keinen Unterschied für die Antikörperbildung zu machen, wie die Verantwortlichen im Fachjournal «Nature» berichten. Entsprechend werten sie CoVLP als vielversprechenden Kandidaten für die weitere Impfstoffentwicklung.

Die drei Studien-Phasen

In klinischen Studien der Phase I wird die Sicherheit und Verträglichkeit eines Arzneimittels erstmals an einer kleinen Gruppe gesunder Menschen getestet, die sich freiwillig zur Verfügung stellt.

In Phase-II-Studien mit meist 100 bis 300 Teilnehmern wird getestet, wie sicher ein Medikament ist und wie gut es wirkt. Es handelt sich damit um einen ersten Nachweis medizinischer Wirksamkeit und damit eine Bestätigung des Therapiekonzepts.

Die sogenannte Phase III ist das letzte Stadium der klinischen Entwicklung eines jeden Medikaments. Sie umfasst die Studien, die für die Zulassung entscheidende Daten zum Wirksamkeitsnachweis ermitteln.

Gute Aussichten

Auch ein noch nicht von externen Fachleuchten begutachtetes Zwischenergebnis der Phase-II-Studie bekräftigt die Medicago-Expertinnen und -Experten in ihrer Arbeit, wie es in einer Mitteilung des Unternehmens heisst: «Wir freuen uns über die positiven Ergebnisse: Nach zwei Dosen induzierte der mit Hilfsstoffen angereicherte Impfstoffkandidat robuste neutralisierende Antikörper und zelluläre Immunantworten bei allen Probanden, unabhängig vom Alter», so Nathalie Landry, Executive Vice President, Scientific and Medical Affairs bei Medicago. «Diese Ergebnisse stimmen uns zuversichtlich, da wir mit unserer klinischen Phase-III-Studie weiter vorankommen.» Diese startete im März 2021 und wird mit Probanden in Nord- und Lateinamerika sowie Europa durchgeführt. In den USA hat die nationale Gesundheitsbehörde FDA bereits einem beschleunigten Zulassungsverfahren für CoVLP zugestimmt.

Sollten auch die Phase-III-Studien zu guten Ergebnissen führen, stellt Medicago in Aussicht, noch in diesem Jahr 80 Millionen Dosen produzieren und ausliefern zu können. Ab dem Jahr 2023 sollen dann sogar mehr als eine Milliarde Impfdosen pro Jahr möglich sein.

Ob und wann der Impfstoff auf Pflanzenbasis auch hierzulande eine Rolle spielen wird, ist noch offen: Auf Anfrage von 20 Minuten teilt Swissmedic-Sprecher Alex Josty mit, dass man eingereichte Anträge prüfen und nach der Analyse einen Entscheid treffen werde.

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BAG-Infoline Covid-19-Impfung, Tel. 058 377 88 92

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