Wie wird ein Impfstoff hergestellt?

Eine pauschale und allgemeingültige Antwort gibt es hier tatsächlich nicht. Bevor wir uns der eigentlichen Impfstoffherstellung widmen, sollten ein paar Hintergrundinformationen geklärt werden.

Zunächst sollten hierzu erst einmal die Unterschiede zwischen den verschiedenen Impfstoffarten geklärt werden. Dabei wird zwischen der aktiven und passiven Immunisierung unterschieden.


Die aktive Impfung ist dabei die Art des Impfens, welche wir typischerweise vom Arzt kennen und auch in unserem Impfpass eingetragen wird. Sie schützt präventiv, also bevor wir Kontakt mit dem Krankheitserreger haben. Eine aktive Immunisierung regt das eigene Immunsystem an und daher werden sogenannte Gedächtniszellen gebildet. Kommt der Körper nun mit dem tatsächlichen Krankheitserreger in Kontakt, so ist der Körper in der Lage schnell und effektiv die Immunabwehr hochzufahren, sodass keine Ausbreitung im Körper zustande kommen kann. Eine passive Immunisierung erfolgt nach einer potenziellen Infektion, wenn eine aktive Immunisierung nicht mehr möglich ist. Dazu wird direkt Antiserum, also Antikörper gegen das Virus, gespritzt, sodass die eigene Immunabwehr des Körpers unterstützt wird.


Hier werden wir uns nun auf die Herstellung von Impfstoffen zur aktiven Immunisierung, also den klassischen Impfstoffen, konzentrieren. Um eine Immunantwort des Körpers hervorrufen zu können, wird ein Antigen (meist (Oberflächen)-Proteine der Krankheitserreger) benötigt, sodass vom Körper spezifische Antikörper generiert werden können.


Diese Antigene müssen dabei angereichert und anschließend aufgereinigt werden. Dazu gibt es verschiedene Methoden. Die zwei häufigsten Methoden werden kurz erläutert.


Methoden zur Impfstoffherstellung

Hühnerei-Methode

Die erste Methode ist die Produktion der Antigene im Hühnerei: Lebende Viren werden in ein befruchtetes Hühnerei gegeben. Das Virus kann sich über mehrere Tage hinweg in dem Ei vermehren. Anschließend kann die Allantois-Flüssigkeit, welche das angereicherte Virus enthält, aus dem Ei entzogen werden.

Das Virus wird aufgereinigt und inaktiviert, sodass es sich nicht weiter vermehren kann, jedoch noch Einzelstücke des Virus vorhanden sind. Man kann die Viren jedoch auch nur attenuieren (gezielte Verminderung der krankmachenden Eigenschaften eines Erregers), sodass die Herstellung eines sogenannten Lebendimpfstoff auch möglich ist. Die Herstellung im Hühnerei erfolgt beispielsweise für den Grippeimpfstoff. Da die Produktion sehr zeitaufwändig ist, ist dies auch der Grund, warum die Anzahl der Grippeimpfstoffe pro Jahr zuvor kalkuliert wird und die Gesamtanzahl der zur Verfügung stehenden Dosen für die Grippesaison limitiert ist.



Zellkultur-Methode

Eine andere Variante ist die Herstellung der Viren, bzw. ihrer Proteine, in Zellkulturen. Hierzu werden die Krankheitserreger in Zellkulturen aus menschlichem oder tierischem Gewebe gegeben und angereichert.


Ein großer Vorteil dieser Impfstoffherstellung ist, dass auch Personen mit Hühnereiweißallergie geimpft werden können.


Arten der Impfstoffe


mRNA

Der aktuelle Impfstoffkandidat von BioNTech ist ein Impfstoff auf Genbasis. Dabei wird nicht direkt ein Antigen gespritzt, sondern lediglich die genetische Information dazu. Dieses Verfahren wird als mRNA-Impfung (messenger ribonucleic acid; zu deutsch: Boten-Ribonukleinsäure) bezeichnet. mRNA sind dabei einzelne Stränge von RNA, die bestimmte „Baupläne“ für Teile (=Proteine) des Virus enthalten.


Es wird als mRNA (Messenger RNA), welche für ein bestimmtes Antigen kodiert, in den Körper gespritzt. Der Körper kann diese Information ablesen und das Virusprotein, also das Antigen, dann eigenständig produzieren.

Eine mRNA-Impfung kann demnach nicht krank machen, da nur die genetischen Informationen zur Bildung bestimmter Teile des Virus gespritzt werden, und nicht das Virus selbst.

Die mRNA, welche im Impfstoff enthalten ist, kann dabei synthetisch hergestellt werden.

Vorteil dieser Methode ist, dass es schneller, einfacherer und günstiger produziert werden kann. Außerdem wird ein hoher Impfschutz erwartet, da mRNA direkt als Fremdkörper erkannt wird und deshalb der Körper die Immunabwehr effizienter hochfährt. Bei einer mRNA-Impfung besteht auch keine Gefahr, dass die mRNA in die eigene DNA eingebaut wird.



Vektorimpfstoff

Zu den genbasierten Impfstoffen gehören auch die sogenannten Vektorimpfstoffe, die derzeit durch AstraZeneca oder Johnson&Johnson bekannt sind. Auch hier wird die genetische Information von bestimmten Teilen des Virus, meistens außenliegende Proteine eines Virus, gespritzt.

Im Gegensatz zu den mRNA-Impfstoffen wird bei den Vektorimpfstoffen diese genetische Information in Form eines „Vektors“ übermittelt.

So ein Vektor kann man sich als Art „Taxi“ vorstellen, welches die genetische Information des Virus in die Zelle einbringt. Der Vektor, also das Taxi, ist meistens auch ein Virus. Allerdings wurde dies so verändert, dass es uns als Menschen nicht mehr krank macht. Trotzdem kann der Vektor in unsere Zellen eindringen und damit die genetischen Informationen zur Herstellung von Proteinen des Virus, gegen das wir impfen wollen, übermitteln. Anschließend kann die körpereigene Zelle nun Teile des Virus produzieren und eine eigene Immunabwehr aufbauen. Erkranken kann man nicht durch die Impfung, da lediglich genetische Informationen für bestimmte Teile des Virus gespritzt wurden.


Genauso wie die mRNA Impfstoffe können die Vektorimpfstoffe auch synthetisch hergestellt werden. Allerdings werden hier ein paar zusätzliche Schritte benötigt, sodass der Prozess ein wenig länger und aufwändiger ist als bei den mRNA-Impfstoffen.



Literatur


https://www.pharma-fakten.de/news/details/488-europaeische-impfwoche-impfstoffherstellung-nur-etwas-fuer-experten/ 07.11.2020

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