In den USA und Israel wurde ein COVID-19-Impfstoff-Kandidat mit dem Vesikulären Stomatitis-Virus (VSV) als Vektor entwickelt. Der Vektor enthält das Gen für das Spikeprotein des SARS-CoV-2. Erste präklinische Versuche zeigten zwar vielversprechende Ergebnisse im Goldhamster-Modell, bei menschlichen Versuchspersonen konnte jedoch keine ausreichende Immunantwort ausgelöst werden, weshalb die Weiterentwicklung des Impfstoffkandidaten aufgegeben wurde. Die Forschungsgruppen unter der Leitung von Gert Zimmer und Charaf Benarafa vom IVI und der Universität Bern haben diese Impfstoff-Plattform weiter erforscht und es gelang ihnen nun, einen COVID-19-Impfstoffkandidaten auf der Basis eines VSV-Vektors mit besserer Wirkung zu entwickeln. Sie entdeckten, dass die intramuskuläre Immunisierung hohe Titer von spezifischen Antikörpern gegen das Spikeprotein-Antigen hervorruft, und dies sogar nach einer einzigen Immunisierung, wenn der virale Vektor das Glykoprotein G des VSV enthält. Mit diesem optimierten Impfstoff waren die immunisierten Mäuse vor einer nasalen Infektion mit einer tödlichen Dosis von SARS-CoV-2 vollständig und teilweise auch vor der Delta-Variante des SARS-CoV-2 geschützt.

Der nächste Schritt

Nach diesem Erfolg in präklinischen Tiermodellen kann die verbesserte Formulierung dieses neuen, am IVI entwickelten COVID-19-Impfstoffkandidaten nun in klinischen Studien mit freiwilligen Versuchspersonen bezüglich Sicherheit und Wirksamkeit geprüft werden. «In der vorliegenden Arbeit wurde der Impfstoff auf der Basis des VSV-Vektors intramuskulär verabreicht, was die Mäuse vor einer schweren Erkrankung schützte, die Virusreplikation in den Atemwegen jedoch nicht vollständig verhinderte», erklärt Gert Zimmer, Arbeitsgruppenleiter in der Abteilung Virologie :«Das ist nicht so überraschend, weil die intramuskuläre Impfung für gewöhnlich keine ausreichende Schleimhautimmunität hervorruft. Nur die Induktion einer lokalen Immunreaktion wird dazu beitragen, SARS-CoV-2 am Ort der primären Replikation zu blockieren und damit die Übertragung des Virus zu verhindern». Daher wird sich die künftige Arbeit auch auf solche Immunisierungsansätze konzentrieren, die eine starke und langanhaltende Schleimhautimmunität gegen SARS-CoV-2 auslösen können.

Erkenntnisse nicht nur für COVID-19

Das Vesikuläre Stomatitis-Virus (VSV) bietet eine leistungsfähige Vektorplattform. Diese kann auch gegen andere Krankheiten eingesetzt werden, die durch Viren verursacht werden, zum Beispiel durch das MERS-Coronavirus, HIV-1, das Hepatitis-C-Virus oder das Influenza-A-Virus. Ein Impfstoff mit VSV-Vektor ist bereits gegen das hämorrhagische Ebola-Fieber zugelassen.

Die in der vorliegenden Arbeit beschriebene Technologie wird dazu beitragen, die Produktion, Verabreichung und Sicherheit von Impfstoffen auf der Basis von VSV-Vektoren zu verbessern, und die Immunisierung bei bestehenden Impfstoffansätzen gegen SARS-CoV-2 zu optimieren.