Impfstoffe Bessere Viren, bessere Waffen?

Mit einer neuen, umstrittenen Methode lassen sich Impfstoffe schneller und in größerer Menge produzieren als bisher. Es ist ein Fortschritt mit möglichen Nebenwirkungen - die Technik könnte für Biowaffenproduktion missbraucht werden.

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Grippe kann töten: 1918 verursachte dieser Virenstamm die "Spanische Grippe". Die Zahl der Todesopfer wird auf 25 bis 50 Millionen weltweit geschätzt
REUTERS/ Yoshihiro Kawaoka/ UC of Wisconsin-MadisonY

Grippe kann töten: 1918 verursachte dieser Virenstamm die "Spanische Grippe". Die Zahl der Todesopfer wird auf 25 bis 50 Millionen weltweit geschätzt


Im Oktober 2014 legten Yoshihiro Kawaoka und seine Kollegen an der University of Wisconsin-Madison ein Forschungsprojekt auf Eis, von dem sie glauben, dass es die Produktion von Impfstoffen zum Beispiel gegen Grippe erheblich beschleunigen könnte.

Je nach Virenstamm, sagt Kawaoka, ging es um eine Verdoppelung bis Verzehnfachung der Serumproduktion - "wobei schon eine Verdoppelung eine substanzielle Erhöhung wäre".

Ohne Frage. Trotzdem strich das US-Gesundheitsministerium NIH am 17. Oktober 2014 alle Fördergelder für Forschungsprojekte, die sich die Optimierung von Viren zum Zweck der Vermehrung in Säugerzellen zum Ziel gemacht haben, um Impfseren zu produzieren. Denn darum geht es auch bei der Arbeit von Kawaokas Gruppe: Im Fachjournal "nature communications" veröffentlichte diese nun ihre Methode, Viren so zu verändern, dass sie sich in Säugerzellkulturen explosionsartig vermehren. Kawaoka will die Impfstoffproduktion effektiver machen, indem er die "Saatviren" optimiert.

Für Pharma-Entwickler verspricht das eine kleine Revolution in der Produktion von Impfstoffen. In Amerika nennt man diesen Forschungszweig "Gain of Function" oder kurz "GOF", also "Funktionszuwachsforschung". Sie zielt darauf, Krankheitserreger so zu verändern, dass diese Funktionen erlangen, die für einen bestimmten Zweck nützlich sind. Kawaokas Gruppe gilt als eine der weltweit führenden darin, Viren so zu manipulieren, dass sie sich schneller vermehren.

Schneller ist besser: Das Beispiel Grippe

Die Hersteller produzieren die Impfstoffe gegen die jährlich auftretende, ständig mutierende und potenziell tödliche Infektionskrankheit Grippe, indem sie Hühnereier mit Grippeviren infizieren. Die Viren vermehren sich dann über Tage massenhaft, bis sie entnommen werden. Das eigentliche Impfserum wird dann produziert, indem

  • größere Mengen Viren abgetötet und dem Patienten injiziert oder
  • eine geringere Menge Viren soweit geschwächt werden, dass sie nicht mehr infektiös sind oder
  • Virenproteine oder Bruchstücke der Virenhülle extrahiert und verabreicht werden.

Immer geht es darum, dem Immunsystem eine Vorlage zu liefern, anhand der es das Virus erkennt und dann bekämpfen kann, ohne vom Virus überrumpelt zu werden. Gelingt das, kommt es nicht zur Infektion, selbst wenn es dem Virus gelingt, in den Körper zu gelangen - es wird vom Immunsystem erkannt und eliminiert.

Das Engpass-Problem

Eine Methode, die einen entscheidenden Schwachpunkt hat: das Hühnerei. Wie viel Serum produziert werden kann, hängt direkt von der Menge der verfügbaren Eier ab. Im Falle von Epidemien reicht die oft nicht. Dazu kommt, dass diese seit 1931 gepflegte Produktionsmethode eine eingebaute Bremse hat. In Infektionszeiten werden deutlich mehr Eier benötigt, als normalerweise für den Verzehr gebraucht werden. Vor der Virenproduktion muss daher erst einmal die Legequote erhöht werden.

Das alles ist in Masse auch noch kostspielig und zeitaufwändig. Von der Produktion und Infektion des Hühnereis über die Virenvermehrung, Gewinnung und Verarbeitung bis zur Produktion des eigentlichen Serums vergehen bis zu sechs Monaten. Eine effektivere Möglichkeit, Viren zur Impfstoffproduktion in Massen zu vermehren, gab es jedoch lange nicht.

Seit rund zehn Jahren aber ziehen Hersteller Virenstämme auch in Säuger-Zellkulturen heran. 2007 eröffnete Kanzlerin Angela Merkel persönlich die erste solche, in Deutschland zugelassene Impfstofffabrik in Marburg. Neben dieser Fabrik des Herstellers Novartis produzieren inzwischen auch andere Konzerne in Europa Impfstoffe in Kulturen von Hundezellen statt Hühnereiern: darunter die Branchengrößen Baxter, GlaxoSmithKline und Sanofi Pasteur.

Hund statt Huhn

Das Verfahren hat deutliche Vorteile:

  • Weil der Impfstoff keine Spuren von Hühnereiweiß enthält, ist das Risiko für Allergiker geringer.
  • Die Qualität der Zellkulturen ist überwachbar. So enthalten sie zum Beispiel keine Antibiotika - deren Spuren in jedem Hühnerei zu finden sind.
  • Die Zellkulturen sind quasi "unsterblich" und können nach Belieben vermehrt werden. Tiere kommen dabei nicht zu Schaden.
  • Die Produktion kann innerhalb kürzester Zeit angepasst werden, weil sich die Zellen schnell züchten lassen. Ein Huhn braucht rund sechs Monate zur Geschlechtsreife.
  • Im Falle einer Epidemie verkürzt sich der Anlauf der Massenproduktion, weil sich die Zellkulturen schneller produzieren lassen.

Trotz gezielter Auswahl und Mischung von für die Produktion geeigneten Virenstämmen kann die in Deutschland akzeptierte und angewandte Methode die Vermehrung der Viren nicht merklich beschleunigen. Hiesige Forscher optimierten stattdessen vor allem die Zellkulturen für die Vermehrung von Viren und erreichten so schon eine Verkürzung des Impfstoff-Produktionszyklus von sechs auf vier Monate - immerhin.

Doch GOF-Forscher wie Kawaoka wollen mehr als das: Sie wollen Turbo-Viren für die Produktion. Es ist eine Forschungsrichtung mit offensichtlich erheblichem Missbrauchsrisiko. Im Extremfall wäre der Unterschied zwischen Impfstoff- und Biowaffenproduktion vor allem eine Frage der Anwendung.

Die US-Regierung ist sich dessen bewusst und pflegt einen ambivalenten Umgang mit der GOF-Forschung. Nach einer Reihe gefährlicher Labor-Sicherheitsvorfälle unterwarfen sich die GOF-Forscher in den USA 2012 einem auf 60 Tage angesetzten freiwilligen Moratorium. Das kam dem Weißen Haus offenbar zupass, es rief die Forscher dazu auf, das Moratorium auf unbestimmte Zeit zu verlängern. Im Oktober 2014 folgte dann eine Geldbremse: Staatliche Fördermittel wurden eingefroren und somit elf laufenden GOF-Projekten die finanzielle Basis entzogen.

Die NIH verband damit den Aufruf zur Einhaltung eines freiwilligen Moratoriums, bis die US-Regierung Regularien für diesen neuen Forschungszweig formuliert habe. Namentlich rief die Regierung dazu auf, alle Forschung einzustellen, die Grippe-, MERS- und SARS-Viren gefährlicher machen könnte.

Das ist bis heute der Status Quo, kommt einem Verbot zumindest nah und gilt auch für Kawaokas Gruppe: Sie forscht derzeit nicht weiter. Eine Arbeitsgruppe der Gesundheitsbehörden hat inzwischen den Entwurf einer Vorlage produziert, die zumindest den Prozess der Risikoabwägung in Sachen GOF regeln könnte.

Dass Kawaokas Gruppe nun prominent ihre Methodik veröffentlichte und dokumentierte, wird die Debatte über das Für und Wider der GOF-Forschung gehörig anheizen. Es ist ein Forschungszweig, der große Gefahren wie Chancen beinhaltet. Im Extremfall könnte er für Millionen Menschen über Leben und Tod entscheiden - im Guten wie im Bösen.

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insgesamt 23 Beiträge
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Seite 1
Krasputin 03.09.2015
1. Uebertriebene Sorgen
In dem Bereich gibt es immer wieder die Befuerchtung, dass im schlimmsten Fall irgend ein baertiger Terrorist in seinem Keller eine Biowaffe Marke Eigenbau mit im Internet frei verfuegbaren Sequenzdaten herstellt. Davon einmal abgesehen dass biologische Kampfstoffe aus offensichtllichen Gruenden die militaerisch wertloseste Massenvernichtungswaffe sind, sind die erforderlichen technologischen und intellektuellen Hindernisse ganz erheblich. Ohne entsprechende wissenschaftliche Expertise und hochspezialisiertem Equipment reicht es schlicht nicht aus, einen Nature oder Science Artikel zu lesen, selbst wenn das Verfahren dort Schritt fuer Schritt erklaert werden wuerde.
severin123 03.09.2015
2. Biowaffe
Eigene leute impfen und auf den Feind einen Grippe Virus los lassen, die Folgen wären verheerend.
Spiegelleserin57 03.09.2015
3.
Grippe-, MARS- und SARS-Viren sind sicherlich gefährlich aber wieviele Fälle gibt es davon pro Jahr? Mit Sicherheit nicht so viele wie in einem Krieg sterben. Wer hat eine Allergie gegen Hühnereiweiß? Die Zahl der Menschen dürfte verschwindend gering sein wenn man die Massenhaltung von Hühnern betrachtet. Ich kenne keinen Fall. Sicherlich kann man forschen aber ob der Gewinn so groß ist dass ein Vertrieb sich rechnet bleibt dahin gestellt. Mit Grippe-, MARS- und SARS-Virenkulturen zu arbeiten ist sehr aufwendig und teuer da man dies nicht in jedem Labor durchführen kann. MARS und SARS sind in D nur Einzelfälle bekannt, also für unser Land nur von geringer Bedeutung.
BlackRainbow666 03.09.2015
4. endlich
Eine Methode zur großangelegten Impsstoffproduktion ohne Tierquälerei. Sofern denn die Zellkulturen von Tieren aus einwandfreien Lebensbedingungen kommen, was bezweifelt werden darf ...
was..soll..das?? 03.09.2015
5. Keine Panikmache bitte!
Spon, fast jeder (biomedical.) Fortschritt kann für militärische Zwecke mißbraucht werden. Wie soll dieser Artikel interpretiert werden? Sollen wir daher den Fortschritt im Allgemeinen meiden oder konkreter nicht mehr impfen, um die Technologie zu ächten nur weil vielleicht einer es ausnutzt. Ich denke das wäre ziemlich dumm weil einseitig.
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