DE102020108453A1

DE102020108453A1 - Verfahren zur Bereitstellung eines Vakzins

Info

Publication number: DE102020108453A1
Application number: DE102020108453.6A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Würfel; Franziska Würfel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-09-30
Also published as: EP4126024A2; CN115443149A; WO2021191353A3; WO2021191353A2; JP2023518886A

Abstract

Verfahren zur Bereitstellung eines Vakzins zur Immunisierung eines Individuums gegen eine durch einen Virus verursachte Erkrankung sind offebart. Das Verfahren umfasst ein Erhalten einer Probe des Virus; ein Inaktivieren des Virus, indem Nukleinsäuren mit genetischer Information des Virus zerstört oder entfernt werden; und ein Aufbereiten des inaktivierten Virus um ein darreichungsfähiges Vakzin zu erhalten. Dergestalt bereitgestellte Vakzine sowie deren Verwendung sind ebenfalls offenbart.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Bereitstellung von Vakzinen zur Immunisierung eines Individuums gegen eine durch einen Virus verursachte Erkrankung.
Hintergrund der Erfindung
Nach bisherigem Kenntnisstand wird des neuartige Corona-Virus SARS-CoV-2, welches zur Erkrankung Covid-19 führen kann, per Tröpfcheninfektion übertragen und kann zu einer Infektion des oberen wie auch unteren Respirationstraktes führen. Eine solche Infektion führt dabei relativ rasch zur Immunität.
Der Respirationstrakt ist immunologisch sehr gut durch den sog. Waldeyerschen Rachenring geschützt. Hierbei handelt es sich um verschiedene lymphatische Organe, wie z.B. die Rachentonsillen („Mandeln“), Gaumen- und Zungentonsillen, die man auch an anderen Körpereintrittspforten findet, die sich zusammen quasi kreisförmig um den Rachen gruppieren, und zwar hinunter bis zum Kehlkopf (Larynx). Eine solche „Konstruktion“ von lymphatischen Organen findet sich auch an anderen Körpereintrittspforten, da diese naturgemäß ein „Einfallstor“ für Infektionen darstellen.
Es ist zu unterscheiden einerseits zwischen der Besiedelung von Körpergeweben z.B. mit einem Virus und andererseits dem Ausbruch einer Infektion mit klinischen Symptomen.
Viren sind nicht in der Lage, sich aus eigener Kraft zu vermehren. Sie benötigen einen Wirt, der für sie diese Vermehrung vornimmt. Auch das neuartige Coronavirus dockt an Wirtszellen an, hier an humane im Respirationstrakt, schleust seine RNA ein und induziert letztlich über die so infizierte Zelle einen intrazellulären Syntheseablauf, der darauf abzielt, sämtliche „Bausteine“ der Virusreduplikation in „Fremdarbeit“ herstellen zu lassen. Am Ende steht die Zurverfügungstellen von diversen Viruskopien, die durch Degeneration der betroffenen Zelle freigesetzt werden.
Auf diese Art und Weise wird der Organismus erneut durch zahlreiche Viren überschwemmt, was dazu beiträgt, die klinische Symptomatik zu akzentuieren. Die klinische Symptomatik wird maßgeblich durch die Reaktion des Immunsystems bestimmt. Insbesondere durch die HLA-Gruppen der Klasse II werden intrazelluläre Antigene, und damit auch die eines Virus, präsentiert. Wird dadurch eine Zelle als „nicht normal“ identifiziert, erfolgt über die Entzündungskaskaden eine Attacke gegen diese Zelle, mit dem Ziel, sie zu eliminieren.
Das trifft auch bei Infektionen mit dem neuartigen Coronavirus zu. Problematisch dabei ist, dass die spezifische Reaktion des Immunsystems hier zu einer Art granulomatöser Pneumonie (ähnlich wie bei Tbc) führen kann, offenbar ganz besonders dann, wenn eine Immunisierung mittels Waldeyerschen Rachenring nicht erfolgte (z. B. bei immunsupprimierten oder wenig immunkompetenten Individuen aus den Risikogruppen). Eine derartige Pneumonie kann sehr rasch zu einer respiratorischen Insuffizienz führen, welche maßgeblich für die berichteten Todesfälle verantwortlich zeichnet.
Doch unabhängig davon, welchen klinischen Verlauf die Erkrankung nimmt: eine Immunität kann sich nur gegen Oberflächenstrukturen/-merkmale des Virus ausbilden, sicher nicht gegen seine spezifische RNA.
Vakzine gegen neuartige Viren sind in aller Regel nicht mit Auftreten des Virus verfügbar. Herkömmliche Impfungen weisen einige Nachteile auf: Sie sind bei neuartigen Viren nicht einfach und schnell umsetzbar. Sie müssen - insofern sie intrinsisch (z.B. durch Injektion) wirken - hohe und damit langwierige Hürden einer Zulassung überwinden. Eine Massenproduktion ist oft aufwendig.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung Verfahren zur Bereitstellung eines Vakzins zur Immunisierung eines Individuums gegen eine durch einen Virus verursachte Erkrankung, derartige Vakzine und die Verwendung solcher Vakzine zur Verfügung zu stellen.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch Verfahren, Vakzine und Verwendungen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.
Es werden Verfahren zur Bereitstellung eines Vakzins zur Immunisierung eines Individuums gegen eine durch einen Virus verursachte Erkrankung beschrieben. Dies wird nachstehend anhand beispielhaft eines Verfahrens beschrieben, welches eine Immunität gegen die Erkrankung Covid-19 induziert, ohne dass es dabei zu einer klinisch apparenten bzw. schweren Infektion (v.a. ohne Pneumonie) kommt. Neben diesem konkreten Beispiel sind die beschriebenen Verfahren bei allen Viruserkrankungen, die mittels Tröpfcheninfektion und Respirationstrakt übertragen werden, anwendbar.
Individuen, die sich mit dem neuartigen Corona-Virus infizieren und dabei z.B. eine Laryngitis entwickeln, sind sehr gut gegen eine (in anderen Fällen kritisch verlaufende) Pneumonie geschützt. Organe des Waldeyerschen Rachenringes können die Invasion des Virus im Wesentlichen abfangen. In solchen Fällen entwickelt sich also eine Entzündung, wodurch sich relativ rasch eine Immunität aufbaut.
Strukturelle Merkmale von SARS-CoV-2, welcher zu Covid-19 führen kann: Die Erbsubstanz ist eine Einzelstrang-DNA mit 29.903 Nukleotiden. Sie kodiert für 10 Proteine, wobei das S1-Protein für die Bindung des Virus an eine Zelle verantwortlich zeichnet und das S2-Protein für die Fusion mit der Zellmembran. Diese Proteinstrukturen ragen wie „spikes“ aus der fetthaltigen Virushülle heraus, daher auch die Bezeichnung „S1“ oder „S2“. Diese Spikes sind in etwa 9-12 nm lang, die Bindung an den ACE-Rezeptor der Wirtszelle ist unabdingbar für die Infektions-/Reduplikations-vermittlung des Virus
Ablauf der Immunisierung:
Das Virus wird in einer dafür geeigneten Zellkultur vermehrt.
Das Virus und insbesondere seine RNA werden durch geeignete Maßnahmen inaktiviert (z.B. durch Bestrahlung). Alternativ kann dies erreicht werden, z.B. durch Anschwellenlassen des Virus durch hypoosmolare Kulturlösung, wodurch es platzt. Die RNA wird entfernt, die Fragmente der Hülle werden asserviert.
Das inaktivierte Virus bzw. die Virushüllenfragmente werden in einem Aerosol zur Inhalation aufbereitet.
Das Aerosol wird durch einen Immunisierungswirkverstärker angereichert, z.B. Aluminiumhydroxid.
Die Immunisierung erfolgt durch Einatmen des Aerosols, was je nach Immunisierungseffekt mehrfach wiederholt werden kann.
Die Applikationsweise lässt sich modifizieren: möglich ist z.B. eine Gurgellösung, sodass der untere Respirationstrakt unberührt bleibt. Umgekehrt kann man - wenn sinnvoll und erforderlich - mit „Ultraverneblern“ sehr kleine Tröpfchen herstellen, die dann tiefer in den Respirationstrakt eindringen können.
Diese Vorgehensweise lässt sich entsprechend der individuellen Reaktion des Immunsystems anpassen (AK-Testung im Blut), es sind also unbeschränkt wiederholte Immunisierungszyklen möglich. Eine klinische Symptomatik ist nicht bis kaum zu erwarten, und wenn, dann nur sehr gering ausgeprägt. Dennoch kann eine individuelle Immunisierung erreicht werden.
Das komplette, aber RNA-inaktivierte Virus, wird keine so intensive Immunreaktion auslösen wie das native, infektiöse. Das ist auch nicht notwendig, auch eine dezente Immunisierung ist hilfreich (sog. „Stille Feiung“). Ohnehin lässt sich der Effekt durch Erhöhung der Zahl der Sprühstöße sehr dosiert intensivieren.
Hüllfragmente werden eine stärkere Immunreaktion auslösen als eine intakte Hülle. Der Grund ist, dass Fragmente sich von „vorne und hinten“, also von außen und innen dem Immunsystem präsentieren. Das erhöht den antigenen Reiz. Der antigene Reiz kann auch noch dadurch erhöht werden, dass man die Fragmente an stark antigen wirksame Proteine bindet, z.B. solche tierischer Herkunft.
Das vorgestellte Konzept zielt auf eine Immunisierung via Körperflächen („extrinsisch“), wenn auch innere ab (Respirationstrakt, Waldeyerscher Rachenring). Bisherige Immunisierungskonzepte bringen das Antigen, gegen das eine Immunisierung erzielt werden soll, in den Körper ein („intrinsisch“). Intrinsische Immunmanipulationen besitzen ein höheres Risikopotenzial, z.B. an (unerwünschten) Nebenwirkungen, als extrinsische.

Claims

Verfahren zur Bereitstellung eines Vakzins zur Immunisierung eines Individuums gegen eine durch einen Virus verursachte Erkrankung, umfassend: - Erhalten einer Probe des Virus; - Inaktivieren des Virus, sodass Nukleinsäuren mit genetischer Information des Virus zerstört oder entfernt werden; und - Aufbereiten des inaktivierten Virus um ein darreichungsfähiges Vakzin zu erhalten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem Virus um ein Virus der Familie der Coronaviren handelt, insbesondere um SARS-CoV-2 handelt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Kultivierung des Virus der erhaltenen Probe, insbesondere in einer Zellkultur.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Inaktivieren des Virus ein Bestrahlen de, insbesondere mit UV-Strahlen, umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Inaktivieren des Virus ein Anwenden einer hypoosmolaren Umgebung umfasst.
Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei nach Anwenden der hypoosmolaren Umgebung die Nukleinsäuren des Virus entfernt werden.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: Anreichern des Aerosols mit einem einen Immunisierungswirkverstärker, z.B. Aluminiumhydroxid.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das darreichungsfähiges Vakzin eines oder mehrere der folgenden umfasst: inhalationsfähiges Aerosol; gurgelfähige Lösung.
Vakzin, bereitgestellt durch ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Verwendung eines Vakzins gemäß dem vorstehenden Anspruch.
Verwendung nach dem vorstehenden Anspruch, umfassend Darreichen zur einmaligen oder mehrmaligen Einatmung des Aerosols.