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COVID-19-Impfstoffarten im Vergleich

Gegen SARS-CoV-2 werden mehrere Impfstoffarten eingesetzt. Ihr gemeinsames Ziel: einer COVID-19-Erkrankung vorzubeugen oder diese abzumildern.

Science

Monatelang haben Impfstoffhersteller aus aller Welt unter Hochdruck daran gearbeitet, Impfstoffe zur Bewältigung der COVID-19-Pandemie zu entwickeln. Das Ergebnis: Es sind hunderte verschiedene Impfstoffkandidaten entstanden, von denen jedoch viele aufgrund unbefriedigender Studienergebnisse nicht weiterverfolgt werden konnten. Andere Impfstoffkandidaten befinden sich noch in der Entwicklung oder in Studien- und Zulassungsphasen. Einige wenige Impfstoffe erfüllten bereits die Zulassungsvorschriften und werden weltweit zur Impfung eingesetzt, um die weitere Ausbreitung von SARS-CoV-2 zu stoppen.

Gemeinsamkeiten und Unterschiede der COVID-19-Impfstoffe

Sowohl die bereits zugelassenen COVID-19-Impfstoffe als auch die Impfstoffe, die sich noch im Entwicklungs- und Zulassungsprozess befinden, verfolgen dasselbe Ziel: Sie sollen das Immunsystem des Körpers auf die Abwehr von SARS-CoV-2 vorbereiten. Dies gelingt ihnen, indem sie dem Körper einen Kontakt mit dem Virus vortäuschen, je nach Impfstoffart durch unterschiedliche Herangehensweisen.

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Die COVID-19-Impfstoffe, die bereits zugelassen sind oder in Kürze zugelassen werden, können in 4 Klassen unterteilt werden: mRNA-Impfstoffe, Vektorimpfstoffe, proteinbasierte Impfstoffe und Totimpfstoffe. Bis auf Totimpfstoffe nutzen alle COVID-19-Impfstoffe das Spike-Protein, das wie ein Stachel auf SARS-CoV-2 sitzt und dem Virus den Zugang zur menschlichen Zelle verschafft. Mit diesem Protein, das losgelöst von SARS-CoV-2 nicht infektiös ist, trainieren die genannten Impfstoffarten das Immunsystem des Körpers. Totimpfstoffe nutzen das gesamte SARS-CoV-2, das jedoch inaktiviert und somit nicht mehr infektiös ist.

COVID-19-Impfstoffarten Wirkt im Zellkern Enthält fertiges Spike-Protein Immunreaktion spezifisch gegen Spike-Protein Schnelle Anpassung an Virusvarianten

mRNA-Impfstoffe

Nein

Nein

Ja

Ja

Vektorimpfstoffe

Ja

Nein

Ja

Nein

Proteinbasierte Impfstoffe

Nein

Ja

Ja

Nein

Totimpfstoffe

Nein

Ja

Nein

Nein

Wirkweise der unterschiedlichen COVID-19-Impfstoffe

mRNA

mRNA-Impfstoffe basieren auf der sogenannten Messenger-RNA (Boten-RNA), kurz mRNA. Sie wird künstlich hergestellt und transportiert Informationen zum Bau des Spike-Proteins in die Zellflüssigkeit der Körperzellen. Die mRNA gelangt hierbei nicht in den Zellkern. Durch die Impfung mit dieser mRNA-Bauplanvorlage entwickelt der Körper hochspezifische Antikörper und Gedächtniszellen gegen SARS-CoV-2. Die mRNA wird anschließend vollständig abgebaut.

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Vektorimpfstoffe arbeiten ebenfalls mit einem Bauplan für das Spike-Protein, jedoch in Form von DNA. Die DNA wird in nicht-infektiöse Virenbestandteile, sogenannte Vektoren oder Trägerviren, verpackt und so in den Zellkern der Körperzellen geschleust. Sie kommt jedoch nicht mit dem menschlichen Erbgut in Kontakt. Im Zellkern wird die DNA (doppelsträngig) aus dem Impfstoff in mRNA (einzelsträngig) umgewandelt. Die mRNA verlässt den Zellkern und gelangt in die Zellflüssigkeit. Dort erfolgt genau wie bei mRNA-Impfstoffen die Herstellung des Spike-Proteins. Dieses wird außerhalb der Zelle als körperfremd erkannt, und es wird eine Immunantwort ausgelöst.

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Proteinbasierte Impfstoffe enthalten das Spike-Protein oder mindestens einen Bestandteil dieses Proteins in nicht-infektiöser Form. Dieser nicht-infektiöse Virusbestandteil ist von einer Lipidschicht (Fettschicht) umhüllt. Im Körper nehmen verschiedene Zellen das Protein auf. Spezifische, antigenpräsentierende Zellen präsentieren Teile davon ganz bestimmten Immunzellen. Diese erkennen das Protein als körperfremd und lösen eine Immunantwort aus.

Virus

Totimpfstoffe bestehen aus dem kompletten SARS-CoV-2, das jedoch inaktiviert ist. Das inaktivierte Virus wird im Körper von Immunzellen aufgenommen und in Bruchstücke zerlegt. Mit diesen werden andere Zellen des Immunsystems aktiviert, die das Virus inklusive Spike-Protein als körperfremd erkennen und dagegen ankämpfen. Allerdings bildet das Immunsystem hier Antikörper gegen alle Bestandteile des Virus und nicht wie bei den bereits genannten COVID-19-Impfstoffen nur gegen das Spike-Protein.

Weitere Unterscheidungskriterien der Impfstoffarten

Neben den beschriebenen Wirkweisen unterscheiden sich die bereits zugelassenen COVID‑19-Impfstoffe auch hinsichtlich solcher Faktoren wie Anpassungs- und Produktionsdauer, Produktionskosten, Transport- und Lagerbedingungen, Nebenwirkungen sowie Wirksamkeit. Entscheidend sind hier die jeweiligen Spezifika der Impfstoffhersteller, denn weder alle mRNA-Impfstoffe noch alle Vektorimpfstoffe funktionieren exakt gleich.

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Die Nutzung von mRNA für Impfstoffe ist eine vielversprechende neue Technologie. Zwar wird schon seit Jahrzehnten an mRNA-Medikamenten geforscht, etwa um Krankheiten wie Krebs zu heilen, doch für SARS-CoV-2 wurden zum ersten Mal Impfstoffe auf mRNA-Basis zugelassen. Ihr Vorteil gegenüber bislang bekannten Impfstoffarten: Sie können schneller in großen Mengen produziert und somit einfacher an Virusvarianten angepasst werden.

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