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Wie funktionieren die Impfstoffe von AstraZeneca, Johnson & Johnson, Sputnik und CanSino?


Eine Gruppe von Impfstoffen, die auf ähnliche Weise funktionieren und auf einem viralen Vektor für die Übermittlung der Impfstoffinformationen basieren, sind die von AstraZeneca und der Universität Oxford entwickelten Impfstoffe (auch Covishield und Vaxzevria genannt), Johnson und Johnson (J&J, Janssen), der in Russland entwickelte Impfstoff namens Sputnik V (Gamaleya) und der in China entwickelte CanSino-Impfstoff.


Was ist ein viraler Vektor?

Ein viraler Vektor ist ein Virus, der Informationen an Ihre Zellen liefern kann. Das Virus, das in diesen Arten von Impfstoffen verwendet wird, ist ein für den Menschen harmloses Virus. Das bedeutet, dass es ein Virus ist, das keine Krankheit verursacht und sich nicht in Ihrem Körper replizieren - oder verbreiten - kann. AstraZeneca verwendet ein modifiziertes Schimpansen-Adenovirus, J&J verwendet den Adenovirus-Vektortyp Ad26, Sputnik verwendet die Typen Ad26 und Ad5 (einen für jede Impfung), und CanSino verwendet den Typ Ad5. Es ist ein Virus, das als Liefersystem, als Träger, dient, um Ihre Zellen mit einer Gebrauchsanweisung zu versorgen. Die Anweisungen in diesen viralen Vektoren kommen als dsDNA (doppelsträngige DNA) in die Zelle. Virale Vektoren sind wie Autos, die so konstruiert sind, dass sie an einem bestimmten Ziel ankommen, den menschlichen Zellen. Sobald die viralen Vektoren an den Zellen ankommen, kleben sie an ihnen. Dies lässt die Zellen wissen, dass sie ihre Türen öffnen müssen, damit sie eine Botschaft des Vektors empfangen können. In diesem Fall ist diese Botschaft die Gebrauchsanweisung für das SARS-CoV-2-Spike-Protein. Damit erhält das Immunsystem eine Vorwarnung, dass dieses Protein zu einem Virus gehört, das der Körper eliminieren muss. Sobald der Code des Spike-Proteins in den Zellen ist, stellen die Zellen dieses Protein her, um es den Zellen des Immunsystems zu zeigen, damit sie es in Zukunft sehr schnell erkennen können.


Wofür wird der virale Vektor in diesen Impfstoffen verwendet?

Die Informationen in den viralen Vektoren in diesen Impfstoffen werden verwendet, um eine Reihe von Anweisungen an Ihre Zelle zu liefern, um das Spike (S)-Protein des Virus zu produzieren. Das Coronavirus ist ein umhülltes Virus. Die Hülle dient als "Mantel" des Virus. Das bedeutet, dass das Virus in einer äußeren Schicht aus öligen Lipidmolekülen verpackt ist. Zwischen diesen Lipidmolekülen enthält die Hülle einige Proteine. Eines dieser Proteine in der Hülle wird für den Impfstoff verwendet: das Spike (S) Protein (siehe Abbildung). Das Spike-Protein ist wichtig, da das Virus es braucht, um an bestimmte Komponenten auf menschlichen Zellen zu binden. Diese Bindung ermöglicht es dem Virus, in die Zelle einzudringen und sie zu infizieren. Die Blockierung dieses Proteins kann daher das Virus daran hindern, weitere Zellen zu infizieren und sich im Körper zu verbreiten.


Wie lösen diese viralen Vektorimpfstoffe eine Immunantwort gegen das Virus aus?



Wenn Sie geimpft werden, wird der virale Vektor, der in Ihren Körper injiziert wird, von einigen Zellen in Ihrem Körper aufgenommen und sie werden die dsDNA im Vektor nutzen, um eine Menge S-Protein zu produzieren. Zunächst wandert das Virus in den Zellkern, wo die DNA abgelesen werden kann. Aus den DNA-Anweisungen produziert die Zelle dann mRNA, die die Proteinmaschinerie in der Zelle anweist, das S-Protein zu produzieren. Das S-Protein wird auf der Beschichtung dieser Zellen als eine Art Signal abgelegt, das Ihr Immunsystem erkennen und nutzen kann (siehe auch Beitrag über die Immunantwort).


Das Immunsystem tritt dann auf zwei Arten in Aktion:


  1. Ihre B-Zellen beginnen mit der Produktion von Antikörpern gegen das Spike-Protein. Die Antikörper binden sich an jedes Spike-Protein, mit dem sie in Kontakt kommen, und verhindern so, dass ein zukünftiges Virus, dem Sie begegnen könnten, Ihre Zellen binden und andere/mehrere Zellen infizieren kann.

  2. Die T-Zellen werden darauf trainiert, S-Protein-Fragmente (auch Antigene genannt) zu erkennen. Wenn Sie in Zukunft mit dem Coronavirus infiziert werden, zeigen Ihre Zellen diese Fragmente Ihren T-Zellen. Auf diese Weise können die trainierten T-Zellen die Zellen erkennen, die infiziert sind. Die T-Zellen werden diese infizierten Zellen abtöten, was die weitere Ausbreitung des Coronavirus in Ihrem Körper stoppt.

Gut zu wissen

Die DNA in diesem viralen Vektor ist viel weniger anfällig als die mRNA, die in den Impfstoffen von Pfizer und Moderna verwendet wird. Das bedeutet, dass diese Impfstoffe im Kühlschrank gelagert werden können und es einfacher ist, sie weltweit zu verteilen.



Beigesteuert von: Text: Maartje Wouters, llustration: Armando Andres Roca Suarez


Referenzen


Oxford University/Astrazeneca


Johnson & Johnson


Gamaleya


CanSino

NY Times vaccine tracker





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