Arten von Impfstoffen

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Impfstoffe sind ein aktuelles und wiederkehrendes Gesprächsthema. Dies ist jedoch nichts Neues. Der Ursprung von Impfstoffen geht auf das Jahr 1802 zurück, als Edward Jenner den Kampf gegen die Pocken revolutionierte . Er beobachtete, dass Menschen, die mit Rindern arbeiteten, sich bei Pockenausbrüchen oft nicht mit der Krankheit infizierten, weil sie beim Umgang mit kuhpockeninfizierten Rindern leichte Pusteln auf ihrem Körper entwickelten, die sie wiederum gegen Menschenpocken (viel virulenter) immunisierten .

Dank dieser Beobachtung begann Edward Jenner, Tests durchzuführen, indem er gesunden Menschen infizierte Substanzen einer anderen Person mit Kuhpocken injizierte, und kam zu dem Schluss, dass es wirklich diese frühere Exposition war, die sie gegen menschliche Pocken immun machte. Bei der ersten Version von Impfstoffen wurden Menschen mit einer weniger virulenten Version des Virus infiziert, um eine Immunität aufzubauen. 

Technologische Fortschritte haben es ermöglicht, die Methoden zur Entwicklung von Impfstoffen zu verfeinern , und derzeit gibt es drei Hauptmethoden.

Bevor wir erklären, wie jeder Impfstoff wirkt, ist es wichtig, das grundlegende zentrale Dogma der Molekularbiologie zu verstehen.

Zentrales Dogma der Molekularbiologie

Zentrales Dogma der Molekularbiologie
Beim Menschen stellt die DNA unser genetisches Material dar, aber es gibt bestimmte Viren wie SARS-Cov-2, deren genetischer Code in Form von RNA gespeichert ist. Sowohl DNA als auch RNA bilden das genetische Material und werden transkribiert, wodurch ein Molekül entsteht, das als Boten-RNA (mRNA) bekannt ist. Dieses Molekül ist vergänglich und dient dazu, nach und nach alle notwendigen Ressourcen entstehen zu lassen, damit der Mensch oder das Virus leben kann. Jede mRNA hat Anweisungen, um ein bestimmtes Element (Protein) zu erzeugen, das an sich nutzlos ist, aber wesentlich ist, um den funktionellen Satz zu bilden, der uns das Leben ermöglicht. Daher könnten wir sagen, dass sowohl DNA als auch mRNA oder Protein die gleichen Informationen enthalten, die unterschiedlich ausgedrückt werden.
Impfmethodik
Quelle: WER

Es gibt drei Hauptmethoden zur Herstellung eines Impfstoffs:

Attenuierte Impfstoffe

Bei dieser Art von Impfstoff wird der gesamte Wirkstoff verwendet . Es wäre die Methode, die zur Entwicklung des Pockenimpfstoffs verwendet wird, aber ausgefeilter. Für diese Methode gibt es mehrere Ansätze, die verschiedene Arten von Impfstoffen erzeugen:

  1. Inaktivierte Impfstoffe : Sie bestehen aus der Inaktivierung oder Zerstörung des pathogenen Virus durch chemische Substanzen, Hitze oder Strahlung. Ein Beispiel für einen mit dieser Methode entwickelten Impfstoff ist der Grippeimpfstoff.
  2. Attenuierte Impfstoffe : Der Erreger bleibt geschwächt, aber aktiv, was zu einer viel geringeren Infektion führt. Manchmal wird diese Art von Impfstoff für immunsupprimierte Personen nicht empfohlen, und unter dieser Art von Impfstoff finden wir den von Windpocken

Virale Vektorimpfstoffe

In diesem Fall wird ein Fragment des eingeführten Erregers mit harmlosen viralen Vektoren verwendet, die zum Transport eines bestimmten Fragments der DNA des Erregers verwendet werden. Das harmlose Virus dient als Träger (Vektor), um das krankheitserregende Viruseiweiß in den Körper einzuschleusen. Der Ebola-Impfstoff basiert auf dieser Methodik.

mRNA-Impfstoffe

Es nutzt das genetische Material des Virus, also die Anleitung zur Herstellung virusspezifischer Proteine . Bei dieser Art von Impfstoff können sowohl DNA als auch mRNA verwendet werden. Die mRNA ist etwas Vorübergehendes, das innerhalb weniger Stunden zerstört wird (geringe Stabilität), so dass sie in unserem Körper nur so lange verbleibt, bis das Protein synthetisiert wird, gegen das wir Immunität erzeugen werden.

Impfstoffe gegen COVID-19

Angesichts der Pandemiesituation, die uns seit mehr als zwei Jahren begleitet, wurden verschiedene Impfstoffe unter Verwendung von 2 der vorherigen Methoden entwickelt: mRNA und virale Vektoren.

Derzeit stechen weltweit 3 Impfstoffe hervor (Pfizer, Moderna und J&J).

J&J: Viraler Vektorimpfstoff

Das zum Transport des SARS-CoV-2-Virusfragments verwendete Virus ist a Adenoviren ähnlich dem Virus, das die Erkältung verursacht, aber zu dem wichtige Teile des viralen Genoms wurden entfernt, damit es sich nicht in unserem Körper replizieren kann, damit es sich nicht anstecken kann und kann daher keine Erkältung verursachen.

Die Fragment, das wir in das Adenovirus eingebaut haben ist das, was wirklich spezifisch für jeden Impfstoff ist. In diesem Fall hat das Fragment, das uns interessiert, mit SARS-CoV-2 zu tun, genauer gesagt mit dem Fragment, das das Spike-Protein codiert Das ist es, was SARS-CoV-2 verwendet, um in unsere Zellen einzudringen und uns zu infizieren.

Wenn wir den J&J-Impfstoff erhalten, dringt das Adenovirus mit dem Virusfragment in die Zellen unseres Körpers ein und die von diesem harmlosen Adenovirus „infizierten“ Zellen synthetisieren das SARS-CoV-2-Spike-Protein, wodurch unser Immunsystem Antikörper gegen diesen Körper erzeugen kann. Fremder und erlangt so Immunität.

J&J: viraler Vektorimpfstoff
Quelle: Mayo-Klinik

Pfizer und Moderna: Messenger-RNA-Impfstoff

In diesem Fall werden wir anstelle eines Fragments des genetischen Materials von SARS-CoV-2 das einführen mRNA, die die Informationen zur Expression des Spike-Proteins kodiert. Unsere zelluläre Maschinerie liest diese mRNA, d. h. diese Anweisungen zur Erzeugung des Spike-Proteins, gegen das unser Körper Antikörper produziert.

Wenn wir uns an das zentrale Dogma der Molekularbiologie erinnern, ist mRNA die Form des genetischen Inhalts, aus dem Proteine entstehen. Daher ist die Methode, mit der wir eine Immunität gegen SARS-CoV-2 erhalten, der des J&J-Impfstoffs sehr ähnlich, aber „überspringt einen Schritt“ vom zentralen Dogma der Molekularbiologie.

Impfstoffe aus genetischem Material bestehen aus einem spezifischen Satz von Anweisungen, die in unsere Zellen eingefügt werden, damit sie die spezifischen harmlosen Proteine herstellen, die wir wollen, damit das Immunsystem sie erkennt und die Immunantwort auslöst.

Man könnte sagen, dass diese Impfstoffe wie Küchenrezepte sind, die uns Anweisungen geben, das harmlose Spike-Protein in unserem Körper herzustellen und so Antikörper gegen jenen Fremdkörper zu erzeugen, den wir nach den Anweisungen der viralen Boten-RNA erzeugt haben.

Pfizer und Moderna: mRNA-Impfstoff
Quelle: Mayo-Klinik

Was verursacht bei bestimmten Menschen Nebenwirkungen von Impfstoffen?

COVID-19-Impfstoffe haben wie viele andere Impfstoffe lokale Reaktionen wie Schmerzen an der Injektionsstelle und systemische Symptome wie Müdigkeit, Fieber, Schüttelfrost und Myalgie. Es gibt jedoch eine große interindividuelle Variabilität , wenn wir über die Reaktion sprechen, die nach einer Impfung gegen COVID-19 erlitten wurde.

Eine wissenschaftliche Studie wurde durchgeführt, um aufzuklären, welche genetischen Varianten mit dieser Variabilität assoziiert sind. Alle drei großen Impfstoffe (Pfizer, Moderna und J&J) wurden getestet. Da die Stichprobengröße für J&J in dieser Studie jedoch zu gering war, wurde sie aus der Analyse ausgeschlossen.

Die wissenschaftliche Studie zeigt, dass HLA-A*03.01 (HLA: Codes für Zelloberflächenproteine, die für die Regulierung des Immunsystems verantwortlich sind) die stärkste genetische Assoziation für Menschen ist, die den Pfizer -Impfstoff erhalten haben und unter extremen zeitlichen Schwierigkeiten bei der Durchführung litten Ihren Tagesablauf nach der Impfung gegen COVID-19. Darüber hinaus war diese Variante auch mit starken Nebenwirkungen bei Menschen verbunden, die den Moderna-Impfstoff erhielten, aber der Zusammenhang war viel weniger klar als für den Pfizer-Impfstoff.

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