Wie schnell kann ein Impfstoff hergestellt werden?

Die ganze Lektion unter: https://ed.ted.com/lessons/how-fast-can-a-vaccine-be-made-dan-kwartler

Wenn ein neuer Krankheitserreger auftritt, bleiben unsere Körper und Gesundheitssysteme ungeschützt. Und wenn dieser Erreger den Ausbruch einer Pandemie verursacht, besteht dringender Bedarf an einem Impfstoff, der eine weit verbreitete Immunität mit minimalen Verlusten von Menschenleben gewährleistet. Wie schnell können wir also Impfstoffe entwickeln, wenn wir sie am dringendsten benötigen? Dan Kwartler beschreibt die drei Phasen der Impfstoffentwicklung.

Lektion von Dan Kwartler, unter der Regie von Good Bad Habits.

Wenn ein neuer Krankheitserreger auftritt,

bleiben unsere Körper und
Gesundheitssysteme ungeschützt.

In Zeiten wie diesen besteht
ein dringender Bedarf an einem Impfstoff,

der eine weit verbreitete Immunität mit
geringen Verlusten von Leben ermöglicht.

Wie schnell können wir
also Impfstoffe entwickeln,

wenn wir sie am dringendsten benötigen?

Die Impfstoffentwicklung lässt sich
im Allgemeinen in drei Phasen unterteilen.

In der explorativen Forschung,

experimentieren Wissenschaftler
mit verschiedenen Ansätzen,

um sichere und reproduzierbare
Impfstoffdesigns zu finden.

Sobald diese im Labor überprüft werden,
gehen sie in die klinische Erprobung,

wo Impfstoffe auf Sicherheit,
Wirksamkeit und Nebenwirkungen

für eine Vielzahl von
Bevölkerungsgruppen untersucht werden.

Schließlich erfolgt die Produktion,

wobei Impfstoffe
für den öffentlichen Gebrauch

hergestellt und vertrieben werden.

Unter normalen Umständen dauert dieser
Prozess durchschnittlich 15 bis 20 Jahre.

Doch während einer Pandemie wenden
Forscher zahlreiche Strategien an,

um jede Phase so schnell
wie möglich zu durchlaufen.

Die explorative Forschung
ist vielleicht die flexibelste.

Ziel dieser Phase ist es,
einen sicheren Weg zu finden,

unser Immunsystem mit dem Virus
oder den Bakterien in Kontakt zu bringen.

Dadurch erhält unser Körper
die Information, die er benötigt,

um Antikörper zu bilden,

die in der Lage sind,
eine echte Infektion zu bekämpfen.

Es gibt viele Möglichkeiten,
diese Immunantwort sicher auszulösen,

aber im Allgemeinen sind die wirksamsten
Designs auch am langsamsten herzustellen.

Herkömmliche Lebendimpfstoffe sorgen für
eine lang anhaltende Widerstandsfähigkeit.

Sie sind jedoch auf geschwächte
Virusstämme angewiesen,

die über lange Zeiträume

in nicht-menschlichem Gewebe
kultiviert werden müssen.

Totimpfstoffe verfolgen
einen viel schnelleren Ansatz,

wobei Hitze, Säure oder Strahlung
direkt angewendet werden,

um den Erreger zu schwächen.

Auch Untereinheiten-Impfstoffe,
die harmlose Fragmente

von Virusproteinen injizieren,
können schnell hergestellt werden.

Diese schnelleren Verfahren

führen jedoch zu einer weniger
robusten Widerstandsfähigkeit.

Dies sind nur drei
von vielen Impfstoffdesigns,

die jeweils ihre eigenen
Vor- und Nachteile haben.

Es gibt keine Garantie dafür,
dass die einzelnen Ansätze funktionieren,

und alle erfordern
zeitaufwändige Forschungen.

Um die Entwicklung zu beschleunigen,
ist es also am besten,

wenn viele Labore gleichzeitig
an verschiedenen Modellen arbeiten.

Diese "Rennen zum Ziel"-Strategie

führte in 7 Monaten zum
ersten testbaren Zika-Impfstoff

und in nur 42 Tagen zum
ersten testbaren COVID-19-Impfstoff.

Dass diese Impfstoffe testbar sind,

bedeutet nicht, dass sie
erfolgreich sein werden.

Aber Modelle, die als sicher und
leicht reproduzierbar eingestuft werden,

können in die klinische Prüfung gehen,

während andere Labore
weiterhin Alternativen erforschen.

Unabhängig davon,
ob ein testbarer Impfstoff

in vier Monaten
oder vier Jahren hergestellt wird,

ist die nächste Entwicklungsphase
oft die längste und unvorhersehbarste.

Klinische Tests bestehen aus drei Phasen,
die jeweils mehrere Studien umfassen.

Phase I-Studien befassen sich

mit der Intensität
der ausgelösten Immunantwort

und sollen nachweisen,
dass der Impfstoff sicher und wirksam ist.

Der Schwerpunkt der Phase-II-Studien liegt
auf der Bestimmung der richtigen Dosierung

und des Verabreichungsplans
für eine breitere Bevölkerung.

Und in Phase III-Studien
wird die Sicherheit

in der primären Anwendungspopulation
des Impfstoffs ermittelt,

wobei auch seltene Nebenwirkungen und
negative Reaktionen identifiziert werden.

Angesichts der Anzahl der Variablen und
des Fokus auf die langfristige Sicherheit

ist es unglaublich schwierig,
die klinische Prüfung zu beschleunigen.

Unter extremen Umständen
führen Forscher mehrere Studien

innerhalb einer Phase gleichzeitig durch.

Aber sie müssen trotzdem
strenge Sicherheitskriterien erfüllen,

bevor sie fortfahren können.

Gelegentlich können Labore
diesen Prozess beschleunigen,

indem sie bereits zugelassene
Behandlungen einsetzen.

Im Jahr 2009 passten Forscher
den saisonalen Grippeimpfstoff an,

um H1N1 zu behandeln --

und entwickelten in nur sechs Monaten
einen weit verfügbaren Impfstoff.

Diese Methode funktioniert aber nur, wenn
es sich um bekannte Krankheitserreger

mit einem gut etablierten
Impfstoffdesign handelt.

Nach einer erfolgreichen Phase III-Studie

überprüft eine nationale
Regulierungsbehörde die Ergebnisse

und genehmigt die Herstellung
sicherer Impfstoffe.

Jeder Impfstoff enthält
eine einzigartige Mischung

aus biologischen
und chemischen Komponenten,

deren Herstellung
eine spezialisierte Pipeline erfordert.

Damit die Produktion sofort
nach der Zulassung

des Impfstoffs beginnen kann,
müssen die Herstellungspläne

parallel zu den Forschungen
und Tests erstellt werden.

Dies erfordert eine ständige Koordination
zwischen Laboren und Herstellern,

sowie Ressourcen, um sich
an plötzliche Änderungen

des Impfstoffdesign anzupassen --

auch wenn dadurch
monatelange Arbeit verschwendet wird.

Im Laufe der Zeit dürften Fortschritte

in der explorativen Forschung und
Herstellung diesen Prozess beschleunigen.

Vorläufige Studien deuten darauf hin,
dass zukünftige Forscher

das genetische Material
von verschiedenen Viren

in dasselbe Impfstoffdesign
eintauschen könnten.

Diese DNA- und mRNA-basierten Impfstoffe
könnten alle drei Stufen

der Impfstoffproduktion
dramatisch beschleunigen.

Aber bis solche Durchbrüche eintreten,

besteht unsere beste Strategie darin,
dass Labore weltweit zusammenarbeiten

und parallel an verschiedenen
Ansätzen arbeiten.

Durch den Austausch
von Wissen und Ressourcen

können Wissenschaftler
jegliche Krankheitserreger besiegen.