Corona-Impfstoffe zur nasalen Anwendung

Als erste Abwehrlinie gegen körperfremde Erreger verfügen die Schleimhäute des Menschen über ein eigenes Immunsystem. Dieses spezielle Abwehrsystem besteht aus einer Ansammlung von lymphatischem Gewebe direkt unter der Schleimhaut und wird als Mukosa-assoziiertes-lymphatisches Gewebe (MALT) bezeichnet. Auftreffende Antigene werden direkt zu speziellen Lymphfollikeln transportiert, dort bilden dann B-Lymphozyten schützende Antikörper. An den Schleimhäuten können hauptsächlich Antikörper vom Typ A nachgewiesen werden, durch diese Immunglobulin A-Bildung werden Pathogene direkt unschädlich gemacht und ein Eintritt in den Körper verhindert.

Durch eine intramuskuläre Impfung ist es schwierig, eine gute Abwehr auf den Schleimhäuten zu erzielen. Ein Grund liegt darin, dass bei einer systemischen Immunantwort ein anderer Antikörpertyp als auf der Schleimhaut gebildet wird, im Blut dominieren dabei IgG-Antikörper. Durch eine Applikation des Impfstoffs direkt an der Nasenschleimhaut wird nun angestrebt, eine Immunreaktion direkt am richtigen Ort hervorzurufen. Die Entwicklung eines nasalen COVID-19-Impfstoffs ist jedoch nicht ganz so einfach.

Die Schleimhaut der Nase bildet eine effektive physikalische Barriere für Fremdkörper aller Art. Bakterien, Viren oder auch Impfstoffe müssen zunächst eine Schicht aus Zuckermolekülen und Proteinen erfolgreich durchdringen, zusätzlich versuchen Flimmerhärchen der Schleimhaut diese Richtung Rachen zu transportieren. Grundsätzlich ist die Umgebung der Nasenschleimhaut für Eindringlinge aller Art eine extrem unwirtliche Umgebung. Hinsichtlich der Impfstoffe besteht die Gefahr, dass verschiedene Enzyme im Schleim einzelne Bestandteile schnell wieder abbauen. Bei einer nasalen Applikation einer Vakzine ist es daher schwierig zu kontrollieren, wie viel davon tatsächlich beim Immunsystem landet, eine einheitliche Dosierung gestaltet sich schwierig, sie muss jedoch hinreichend hoch gewählt werden, damit genügend Impfstoff bei den Immunzellen ankommt.

Doch selbst wenn genügend Antigene die Barriere der Nasenschleimhaut überwunden haben, müssen weitere Probleme gelöst werden. Das MALT-System steht ständig mit zahlreichen Erregern aus der Außenwelt in Kontakt, es muss daher in der Lage sein, ungefährliche Substanzen zu tolerieren und nur bei wirklicher Gefahr zu reagieren. Die Immunzellen der Schleimhaut können daher sogenannte Pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMP), also typische Signale für Krankheiten verursachende Erreger, erkennen. Eine Immunantwort erfolgt nur dann, wenn mehrere dieser PAMP-Signale zusammenkommen. Ein nasal applizierter Impfstoff darf also für das Immunsystem nicht zu harmlos aussehen. Weiterhin ist zu bedenken, dass bei hoher Dosierung ein Teil des Impfstoffs auch ins Gehirn gelangen kann. Der Riechkolben als Teil des Riechhirns liegt in unmittelbarer Nähe zur Nase, über Nervenverbindungen durch den Schädelknochen ist die Nasenschleimhaut direkt mit dem Gehirn verbunden.

Einige Präparate zur Applikation auf der Nasenschleimhaut befinden sich tatsächlich bereits in der klinischen Phase, allerdings stehen alle noch ganz am Anfang. Bisher wird keiner der sicherlich vielversprechenden nasalen Impfstoffe in einer Phase III-Studie getestet, die die entscheidenden Daten für eine Zulassung liefert. Ein Nasenspray-Impfstoff mit einem abgeschwächten Lebendvirus, der vom US-amerikanischen Unternehmen Codagenix in Zusammenarbeit mit dem Serum Institute of India entwickelt wird, befindet sich momentan in Phase I. Dieser Impfstoff enthält alle Proteine des SARS-CoV-2-Erregers und strebt damit eine Wirksamkeit auch gegen mögliche Varianten des Coronavirus an. Lebendimpfstoffe können allerdings bei Menschen mit abgeschwächtem Immunsystem nicht eingesetzt werden. Denn bei ihnen besteht immer die Gefahr, dass sie selbst durch den abgeschwächten, vermehrungsfähigen Erreger erkranken können. Bei anderen Impfstofftypen wie den proteinbasierten Impfstoffen oder Vektorimpfstoffen wäre das weniger problematisch.