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Wie das Coronavirus besiegt werden kann

Die Forschung sucht Mittel und Wege, SARS-CoV-2 zu bekämpfen und schließlich zu beseitigen. Wo wir stehen – ein Frontbericht

von Dr. Christian Heinrich, 27.03.2020
Grippe-Virus Weltweit

Wir befinden uns im Krieg. So beschreibt es nicht nur Tedros Adhanom Ghebreyesus, der Direktor der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Den Begriff Krieg verwenden in letzter Zeit immer häufiger auch Politiker, Epidemiologen, Wissenschaftler. Leider ein recht treffender Vergleich, denn es geht bei der Coronavirus-Pandemie tatsächlich um Angreifen und Verteidigen. Um Infizieren und Schützen, um Ausbreiten und Eindämmen. Betrachten wir den Schlachtplan.

Auf der einen Seite ist das Virus, in der Fachsprache SARS-Cov-2 genannt, es misst gerade einmal 125 Nanometer im Durchmesser, das ist nicht viel mehr als ein Zehntausendstel eines Millimeters. Winzig klein, jede Körperzelle erscheint riesig im Vergleich. Doch auf die Größe kommt es in diesem Fall nicht an, sondern auf die Fähigkeit, sich zu verbreiten, sich in fremde Organismen einzuschleusen. Darauf ist SARS-CoV-2 ist vor allem darauf ausgelegt. Das Virus ist der Angreifer.

Erste Ebene der Virusbekämpfung: Seine Ausbreitung verhindern

Auf der anderen Seite sind knapp acht Milliarden Menschen. Sie sind, wenn man so will, das Territorium, das erobert werden kann. Die Organismen, die es zu schützen gilt. Die Menschen führen einen Verteidigungskrieg. Und der erfolgt auf drei Ebenen.

Die erste Ebene ist zurzeit allgegenwärtig in unser aller Leben: Es geht darum, dem Virus Möglichkeiten zu nehmen, sich auszubreiten. Das geschieht, indem der Kontakt von Menschen untereinander stark zurückgefahren wird. Theater, Kinos, viele Geschäfte sind geschlossen; es gilt, sich so wenig wie möglich mit anderen Menschen außerhalb des eigenen Haushalts zu treffen. Social Distancing. In manchen Ländern werden sogar Ausgangssperren verhängt.

Zweite Ebene: Erkrankte mit Medikamenten behandeln

Die zweite und dritte Ebene, über die hier im Folgenden berichtet wird, spielt sich nicht auf den Straßen und in den Wohnungen ab, sondern in den Labors und Krankenhäusern.

Einerseits geht es darum, Erkrankte besser zu behandeln. Es ist zwar kein Mittel in Aussicht, mit dem sich Covid-19, so der Name der durch SARS-CoV-2 ausgelösten Lungenerkrankung, heilen lässt. Aber es gibt eine unter den Medikamenten, die bereits zugelassen sind für die Behandlung anderer Erkrankungen, eine ganze Reihe vielversprechender Kandidaten, mit denen sich womöglich die Symptome und Beschwerden von Covid-19 lindern lassen.

Das könnte die Schwere des Verlaufs der Erkrankung und die Sterberate senken. Die allermeisten der Arzneimittelkandidaten werden bereits seit vielen Jahren zur Behandlung anderer Erkrankungen eingesetzt. Das ist ein großer Vorteil: ihre Verträglichkeit ist bereits belegt, was die Zulassung und Erprobung für Covid-19 enorm erleichtert.

Mehrere Mittel blockieren die Virenvermehrung

In China haben etwa schon früh antivirale Medikamente, die ursprünglich gegen Ebola, HIV oder Hepatitis C entwickelt wurden, Erfolge bei der Behandlung von schweren Fällen von Covid-19 gezeigt. Antivirale Medikamente blockieren die Vermehrung von Viren.

Zu den vielversprechendsten Mitteln hier zählt Remsedivir der Firma Gilead, das im Virus die Vermehrung von Teilen des Erbmaterials behindert. Auch mit den HIV-Medikamenten Lopinavir/Ritonavir ließen sich bei der Behandlung von Covid-19 Erfolge erzielen. Auch bei einem alten Malaria-Medikament namens Chloroquin hat man vor Kurzem eine antivirale Wirkung gefunden.

Eine andere Gruppe von Medikamenten zielt nicht direkt auf das Virus, sondern auf das Immunsystem. Das kann nämlich bei einer Infektion mit SARS-CoV-2 eine überschießende Reaktion zeigen, die im Körper Schaden anrichtet. Immunmodulatoren vermindern eine solche Entzündungsreaktion. Sie werden heute gegen Rheumatoide Arthritis oder entzündliche Darmerkrankungen eingesetzt.

Und weil bei Covid-19 besonders die Lunge betroffen ist, können auch Medikamente helfen, die dabei helfen, die Lunge zu entlasten oder zu stärken. Dazu zählen etwa Arzneimittel, die gegen die sogenannte cystische Lungenfibrose zugelassen sind und einer Vernarbung von geschädigtem Lungengewebe entgegenwirken.

WHO startet übergreifende Studie

Um rasch und umfassend Erkenntnisse über die Wirkung der vielen verschiedenen Wirkstoffkandidaten zu gewinnen, hat die WHO vor wenigen Tagen eine große, übergreifende Studien namens SOLIDARITY ins Leben gerufen. Im Rahmen der Studie sollen Ärzte in Krankenhäusern weltweit vielversprechende Medikamente erproben können.

SOLIDARITY startet mit fünf Therapien, die als aussichtsreich und vergleichsweise verträglich eingestuft wurden, es sollen bald weitere Kandidaten hinzukommen. "Je mehr Länder sich an den SOLIDARITY-Studien beteiligen, desto schneller werden wir erfahren, welche Medikamente wirken, und desto mehr Leben werden wir retten", sagt Ghebreyesus.

Diese zweite Ebene der Verteidigung gegen das Coronavirus, die Entwicklung neuer Therapien zur Behandlung von Erkrankten, ist eine wesentliche Säule, um die Ärzte in den Kliniken und Lazaretten, den Praxen und Spitälern weltweit Tag für Tag neue Munition an die Hand zu geben.

Dritte Ebene: Impfstoff gegen Coronavirus entwickeln

Doch der Krieg wird auf der dritten Ebene gewonnen: Durch die Entwicklung eines Impfstoffs. Ein Impfstoff wäre der heilige Gral, mit dem sich das Problem Coronavirus nachhaltig lösen lässt. Denn wer geimpft ist, der ist geschützt gegen das Virus – und kann das Virus nicht mehr weiter verbreiten.

Das Prinzip einer Impfung ist deshalb so stark, weil es eine Art Training des eigenen Immunsystems ist: Man führt einem Menschen eine Substanz zu, die dem Erreger, vor dem geschützt werden soll, ähnelt. Das kann zum Beispiel ein abgetöteter Erreger sein, oder Bruchteile des Erregers. Das Immunsystem "lernt" die Struktur des Fremdkörpers, merkt sie sich und produziert spezifische, hochwirksame Antikörper. Wenn es dann zu Kontakt mit dem tatsächlichen Erreger kommt, kann der Körper dank seiner Antikörper direkt darauf reagieren und eine Infektion wird im Keim erstickt.

Soweit die Theorie. In der Praxis macht es SARS-Cov-2 den Forschern aber schwer. Es hat sich als unmöglich erwiesen, das gesamte Coronavirus zu nehmen und derart abzuschwächen, dass es unschädlich ist und als Impfstoff taugt. Das war zu erwarten, denn diese Erfahrungen hatte man bereits mit Impfstoffkandidaten gemacht, die in der Zeit der SARS-Pandemie 2002/2003 entwickelt werden sollten, die Viren ähneln einander stark.
Deshalb gehen Forscher weltweit andere Wege. Manche Teams versuchen, Bruchstücke von SARS-Cov-2 zu gewinnen, die brauchbar sind für eine Impfung.

Hilfe durch abgeschwächte Masern- oder Influenzaviren

Ein weiterer vielversprechender Ansatz ist die Entwicklung von Vektor-Impfstoffen. Hier werden kleine Teile des Erbmaterials von SARS-Cov-2 in abgeschwächte Viren gebracht, das können etwa abgeschwächte Masern- oder Influenzaviren sein. Weil sie nur als Vehikel dienen, um das SARS-Cov-2-Erbgut in den Menschen zu bringen, werden sie auch Vektor-Viren genannt. Die Körperzellen nehmen die Erbinformationen in die Zelle auf, und man entwickelt eine Immunität gegen das Virus.

Wieder andere Wissenschaftler versuchen mit sogenannten Nukleinsäuren, die gewissermaßen als Bauanleitung für Moleküle dienen, indirekt zu impfen. Dabei werden dem Menschen Nukleinsäuren verabreicht, die die Struktur von Oberflächenmolekülen des Virus in sich tragen. Körperzellen produzieren diese sogenannten Antigene, und wie bei den Virus-Fragmenten "lernt" das Immunsystem, wie diese Oberflächenmoleküle des Virus aussehen – man entwickelt eine Immunität.

Nicht nur der Ruhm ist Antriebsstoff der Forscher

Es gibt also viele vielversprechende Ansätze – und es mangelt nicht an Motivation. Neben dem Ruhm, einen Impfstoff zu entwickeln, der womöglich viele Millionen Menschenleben rettet, winkt auch viel Geld. Das zeigt sich schon jetzt. Die Börsenkurse von Unternehmen, die an einem Impfstoff arbeiten, haben sich vervielfacht. Und die Politik sorgt dafür, dass es bei der Forschung an nichts mangelt. Die EU etwa hat dem Tübinger Unternehmen CureVac, das an einem Impfstoff forscht, erst kürzlich 80 Millionen Euro Fördergeld auf schnellem Wege zugesagt, damit die Produktionskapazität ausgebaut werden kann.

Für einen Impfstoff braucht es vor allem: Viel Zeit

Zurzeit forschen laut WHO mehr als 40 Gruppen an jeweils einem dieser drei Ansätze, oft arbeiten mehrere Privatunternehmen und Forschungsinstitutionen zusammen. Es ist also einiges in Bewegung in Richtung Impfstoff. Doch die Forschung lässt sich mit Motivation, Aufwand und Geld nur wenig beschleunigen. Denn einen Impfstoff zu entwickeln, braucht nun einmal Zeit.

Es beginnt normalerweise im Labor. Hier wird der Impfstoff entwickelt: Es geht darum, seine Wirkung, seinen Aufbau, seine Herstellbarkeit zu prüfen, zu modifizieren, zu optimieren. Das kann Wochen bis Monate dauern. Liegt ein vielversprechender Impfstoff vor, wird er an Tieren erprobt. Hier geht es vor allem um zwei Dinge: Um die Wirkung, den Impfschutz – und um eventuelle Nebenwirkungen.

Auch die Tierexperimente können einige Zeit verschlingen. Daher hat die WHO bereits im Februar mit verschiedenen Forschungseinrichtungen und Behörden vereinbart, dass ausnahmsweise die Versuche an Menschen schon beginnen können, bevor alle Tierversuche abgeschlossen sind.

Nach Tierversuchen kommt der Versuch am Menschen

Man kauft sich die gewonnene Zeit allerdings mit einem gewissen Risiko. Denn als nächstes wird der Virus in den sogenannten klinischen Phasen an Menschen getestet. Auch hier geht es wieder um den Impfschutz und die Nebenwirkungen. Über beides, den Impfschutz und vor allem auch die Nebenwirkungen, lassen sich nur über eine Beobachtung der Probanden von mindestens mehreren Monaten ausreichend Erkenntnisse gewinnen.

Um das Risiko gering zu halten, wird hier in mehreren Schritten vorgegangen. In einer sogenannten Phase-1-Studie soll zunächst anhand von höchstens 100 gesunden Probanden vorsichtig abgeschätzt werden, ob der Impfstoff wirken könnte und verträglich ist. Anschließend folgt eine Phase-2-Studie mit mehreren Hundert Probanden, wo es neben der Verträglichkeit und Wirksamkeit auch um die Festsetzung der richtigen Dosis geht. Schließlich wird der Impfstoff in einer Phase-3-Studie an mehreren Tausend bis mehreren Zehntausend Menschen angewandt.

Liegen die Ergebnisse aller Studien vor, werden sie von den Zulassungsbehörden – in der EU etwa die EMA, in den USA die FDA – begutachtet und gegebenenfalls wird die Zulassung erteilt. Die Massenproduktion des Impfstoffes kann beginnen.

Schritte einsparen ist gefährlich

In der Summe dauern die klinischen Studien mehrere Monate bis mehrere Jahre. Hier abzukürzen kann extrem gefährlich sein: Wenn eine gefährliche Nebenwirkung übersehen wird, etwa weil sie erst nach Monaten auftritt, und mit dem Impfstoff womöglich Hunderte Millionen Menschen geimpft werden, kann die Impfung am Ende schädlicher sein als die Infektion selbst.

So wie bei der aktuell genehmigten Abkürzung der Tierversuche wird versucht, an vielen Schritten Zeit einzusparen. Doch das ist für die verantwortlichen Mediziner in den Gesundheitsinstitutionen immer eine Gratwanderung: Sie müssen das Verfahren so schnell wie möglich gestalten – ohne dabei ein hohes Risiko eingehen, dass der Impfstoff Schaden anrichtet. "Unser aller Ziel muss sein, möglichst schnell ausreichend Daten über Impfstoffe zu erlangen", sagt Professor Klaus Cichutek, Präsident des Paul-Ehrlich-Instituts (PEI), der Ärztezeitung. Das Paul-Ehrlich-Institut ist das Deutsche Bundesinstitut für Impfstoffe und Arzneimittel.

Wettlauf gegen die Zeit – für Mensch und Virus

Selbst wenn alles glatt läuft, dürfte allerfrühestens Anfang 2021 ein Impfstoff in größeren Mengen zur Verfügung stehen. Und es gibt heute schon mehr als 500.000 Infizierte und mehr als 24.000 Tote (Stand 27.3.2020). Das klingt nach verdammt viel. Aber damit kommen auf einen Infizierten immer noch mehr als 15.000 Gesunde. Im Licht dieser Zahlen hat das Virus bislang noch nicht viel erreicht – und die aktuellen Eindämmungsmaßnahmen dürften die Verbreitung spürbar einschränken. Klar, der Krieg ist noch nicht gewonnen. Aber auch noch nicht verloren.

Der Krieg ist auch ein Wettlauf gegen die Zeit. Nicht nur für die Menschen. Auch für das Virus – und das ist die gute Nachricht. Denn mit jedem Tag, der vergeht, rücken Forscher näher an eine Impfung und wirksame Behandlungen heran.