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CyCoV-D – der erste zugelassene DNA-Impfstoff gegen Covid-19

Die Corona-Pandemie treibt die Impfstoffforschung voran. Während Totimpfstoffe ihren Durchbruch vor 200 Jahren erlebten, brachte die Corona-Pandemie der Forschung an mRNA-Impfstoffen im Jahr 2020 den Durchbruch. Nun bahnt sich eine weitere Premiere an: Kürzlich wurde der erste DNA-Impfstoff für Menschen gegen Covid-19 zugelassen. 

Der neue DNA-Impfstoff im Kampf gegen Corona

Der neue Covid-19 Impfstoff heißt ZyCoV-D. Das indische Pharmaunternehmen Zydus Cadila Healthcare aus Ahmedabad entwickelte den Impfstoff zusammen mit dem nationalen Ministerium für Biotechnologie. Er ist der erste zugelassene DNA-Impfstoff weltweit und erhielt für seinen Einsatz nun die Notfallzulassung durch die indische Arzneimittelbehörde DCGI. DNA-Impfstoffe waren schon davor bekannt, wurden allerdings bisher nur in der Tiermedizin verwendet. 2005 setzten die USA erstmals einen derartigen Impfstoff gegen die dort grassierende Ausbreitung des West-Nil-Virus für Pferde ein.

Die Zulassungsstudie verrät, wie gut ZyCoV-D vor einer Infektion mit Sars-CoV-2 schützt:  Nach der zweiten Dosis traten keine schweren oder tödlichen Verläufe auf. Nach der dritten Impfung gab es auch keine mittelschweren bis tödlichen Fälle. Die Schutzwirkung vor symptomatischen Krankheitsverläufen ist im Vergleich zu anderen Corona-Impfstoffen allerdings nicht bahnbrechend hoch. 67 Prozent seien es einer klinischen Studie zufolge, bei der es über 28000 Teilnehmer:innen gab. 

Andere Impfungen – etwa von Moderna und BioNtech/Pfizer – erreichen eine Wirksamkeit von 90 Prozent. Jedoch sei die Wirksamkeit in Bezug auf die Delta-Variante immer noch gut, so Shahid Jameel, Virologe der indischen Ashoka-Universität in Sonipat.

Alle Personen ab 12 Jahren dürfen sich in Indien nun mit diesem Vakzin impfen lassen. Das Unternehmen Zydus Cadila Healthcare plant mittlerweile die Testung des Impfstoffs an Kindern zwischen fünf und 12 Jahren. Derzeit sind erst 14,5 Prozent der indischen Bevölkerung vollständig geimpft.

Im Oktober soll mit der Produktion von bis zu zehn Millionen monatlichen Dosen ZyCoV-D gestartet werden, so Sharvil Patel, Chef bei Zydus Cadila.

Wie wirkt der Impfstoff?

Der Impfstoff enthält Plasmide. Das ist ringförmige DNA, wie sie in der Natur vor allem bei Bakterien auftritt. In ihnen ist der Bauplan für das Spike-Protein des Coronavirus und eine Promotorsequenz kodiert. Durch die Promotorsequenz kann die Gensequenz des Spike-Proteins abgelesen werden. Die Plasmide müssen in den Zellkern gelangen. Dort angekommen werden sie in mRNA umgewandelt. 

Daraufhin wird das Spike-Protein in der Zelle produziert. Das Immunsystem erzeugt Antikörper gegen das Virus, die auch zukünftig vor einer Infektion mit dem Virus schützen sollen. Die Plasmide bauen sich nach einigen Wochen beziehungsweise Monaten komplett ab, doch man bleibt gegen das Virus immun.

Wichtig zu erwähnen ist, dass DNA-Impfstoffe nicht die DNA verändern. Sie heißen so, da ihre Struktur der menschlichen DNA entspricht, doch es gibt keine Forschungsergebnisse, die darauf hinweisen, dass die DNA-Vakzine in unser Erbgut eingebaut werden und es verändern.

Welche Vorteile hat der DNA-Impfstoff?

Eine Erleichterung für Viele: Es findet eine Impfung ohne Nadel statt. Stattdessen wird ein Gerät (Pen) verwendet. Es schiesst die Impfflüssigkeit mit hohem Druck direkt unter die Haut, also nicht ins Muskelgewebe wie bei anderen Impfstoffen. Im Hautgewebe wird das Vakzin von Immunzellen aufgegriffen und verarbeitet.

Das Verfahren mit dem sogenannten Pen ist gut für alle Personen, die Angst vor Nadeln haben und für die eine Impfung deswegen eine große Überwindung bedeutet. Außerdem soll die Impfung auf diese Art und Weise weniger schmerzhaft sein. Der Impfstoff selbst soll gut verträglich sein und nur in seltenen Fällen zu Nebenwirkungen führen.

Auch die leichte Lagerung und die unkomplizierte Transportation sind von Vorteil. Das Vakzin ist drei Monate lang bei 25 Grad Celsius haltbar und dementsprechend nicht auf eine Kühlung angewiesen. Gerade in Ländern wie Indien, in denen es Versorgungsengpässe gab, gibt der DNA-Impfstoff deshalb Hoffnung.

Ein weiterer Pluspunkt ist die leichte Anpassung des Impfstoffs an Virusmutationen, so das indische Ministerium für Biotechnologie. Dadurch kann schnell auf neue Varianten von Covid-19 reagiert werden.

Ein Nachteil ist, dass für das Erreichen der Schutzwirkung von 67 Prozent drei Dosen des Impfstoffs verabreicht werden müssen, zwischen denen jeweils vier Wochen liegen. Dies verlängert die Phase der Immunisierung und muss logistisch gut geplant werden.

Wissenschaftler:innen kritisieren außerdem die Transparanz während des Zulassungsprozesses. Noch gibt es keine Studienergebnisse aus der Spätphase der klinischen Studie. Eine vollständige Analyse zur Veröffentlichung soll laut dem Hersteller bald erfolgen, denn aktuell laufe die Studie noch.

Wird der Impfstoff auch in Deutschland eingesetzt?


Die Zulassung von DNA- und mRNA-Impfstoffen ist in der EU beziehungsweise im Europäischen Wirtschaftsraum durch die Europäische Arzneimittelagentur EMA möglich. In Deutschland liegt die Zuständigkeit bei dem Paul-Ehrlich-Institut (PEI), dem deutschen Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel.

Die Wissenschaftsjournalistin Christina Sartori vermutet aufgrund der geringen Wirksamkeit im Vergleich mit anderen zugelassenen Impfstoffen in Deutschland, dass eine Zulassung von ZyCoV-D hierzulande nicht genehmigt wird.

Haben DNA-Impfstoffe eine Zukunft?

ZyCoV-D ist nicht der einzige DNA-Impfstoff, an dem geforscht wird. Gerade sind noch elf weitere Vakzine in der klinischen Erprobung, zwei davon in der Endphase. Dabei handelt es sich um Impfstoffe von AnGes aus Osaka und Inovio Pharmaceuticals aus Plymouth Meeting, Pennsylvania. Das Unternehmen Inovio Pharmaceuticals verwendet ein Gerät, das kurze elektrische Impulse in die Haut schießt. Dadurch entstehen kleine Poren in den Zellen, durch die der Impfstoff eingeschleust wird.

Interessant ist, dass das DNA-Impfstoff-Verfahren bald auch für andere Krankheiten einen Nutzen bringen könnte, für die es aktuell noch keine Impfung gibt. Derzeit wird zum Beispiel auch an DNA-Impfungen gegen Grippe, HIV oder Zika geforscht. David Weiner, Direktor des Vaccine & Immunotherapy Center am Wistar Institute in Philadelphia, Pennsylvania, sieht in den DNA-Impfstoffen auch großes Potenzial bei einer Immunisierung gegen Krebs. Da die Impfstoffe in der Lage seien, große Mengen an Informationen zu speichern, seien sie auch imstande, die Erbinformation von großen, komplexen Proteinen beziehungsweise mehreren Proteinen zu codieren. Die genbasierten Impfstoffe könnten daher nicht nur in der aktuellen Corona Pandemie die medizinischen Versorgung weiter voranbringen.