Impfstoffe spielen eine entscheidende Rolle im Kampf gegen Infektionskrankheiten. Sie helfen dem Körper, Immunität gegen Krankheitserreger zu entwickeln, ohne dass man die Krankheit selbst durchmachen muss. Es gibt verschiedene Typen von Impfstoffen: Totimpfstoffe, Lebendimpfstoffe und genbasierte Impfstoffe.
Totimpfstoffe enthalten abgetötete (inaktivierte) Krankheitserreger oder Bestandteile von ihnen, die eine Immunantwort auslösen (sogenannte Antigene). Sie können sich nicht vermehren und keine Krankheit auslösen.
Das Immunsystem erkennt bestimmte Bestandteile (Antigene) als fremd und baut einen Immunschutz auf, indem es unter anderem Antikörper produziert. Dadurch wird das Immunsystem trainiert und kann bei einer echten Infektion schnell reagieren und die Erkrankung meist verhindern.
Zu den Totimpfstoffen gehören beispielsweise Impfstoffe gegen Diphtherie, Hepatitis B, Haemophilus influenzae Typ b (Hib), Kinderlähmung, Keuchhusten, Tetanus und die meisten Grippeimpfstoffe.
Lebendimpfstoffe enthalten abgeschwächte (attenuierte), aber vermehrungsfähige Krankheitserreger. Diese Erreger wurden so modifiziert, dass sie die Krankheit nicht auslösen können. Der Körper reagiert auf diese abgeschwächten Erreger und entwickelt in der Regel eine starke und lang anhaltende Immunantwort.
Zu den Lebendimpfstoffen gehören beispielsweise Impfstoffe gegen Masern, Mumps, Röteln und Windpocken.
Bei diesen Impfstoffen wird nicht der Erreger selbst oder Bestandteile des Erregers verimpft, sondern die genetische Information, also der Bauplan für Bestandteile des Erregers. Dies führt dazu, dass Körperzellen diesen Bauplan „ablesen“ und selbst diese Teile des Krankheitserregers produzieren. Bei dem genetischen Material handelt es sich um den Bauplan für ein oder mehrere Antigene des Erregers. Antigene sind Bestandteile des Erregers, auf die das Immunsystem reagiert und eine Abwehr entwickelt. Zu genbasierten Impfstoffen gehören mRNA-Impfstoffe, Vektorimpfstoffe und DNA-Impfstoffe.
mRNA-Impfstoffe enthalten eine sogenannte messenger-RNA (Boten-Ribonukleinsäure, mRNA), die den Bauplan für ein oder mehrere Antigene des Krankheitserregers enthält. Im Falle der COVID-19-mRNA-Impfstoffe ist das z. B. ein Oberflächenprotein (Spike-Protein) des Coronavirus SARS-CoV-2. Die Körperzellen nutzen diesen Bauplan, um das Protein zu produzieren, das dann eine Immunantwort auslöst.
Damit die mRNA in die Zellen aufgenommen werden kann, wird sie mit kleinen Fetttröpfchen umhüllt, sodass sogenannte mRNA-Lipidnanopartikel entstehen.
Beispiele für mRNA-Impstoffe sind COVID-19-mRNA-Impfstoffe.
Da die mRNA-Impfstoffe keine vermehrungsfähigen Viren enthalten, können sie auch den Totimpfstoffen zugeordnet werden.
Die Infografik zeigt, wie mit Hilfe von mRNA ein Schutz vor Viren entsteht.
Vektorimpfstoffe enthalten Teile des Erbmaterials (genetisches Material) des Krankheitserregers. Das Genmaterial wird bei Vektorimpfstoffen in harmlose Trägerviren eingebaut, die als Transportmittel dienen. Die Zellen, in die das genetische Material auf diese Weise gelangt, produzieren dann auf Basis des Genmaterials den gewünschten Bestandteil (Antigen) beziehungsweise die gewünschten Bestandteile (Antigene) des Erregers. Dabei handelt es sich um Proteine, die vom Körper als fremd erkannt werden und eine Immunantwort hervorrufen.
Bei den Vektoren wird unterschieden zwischen solchen, die sich nach Aufnahme in die Körperzellen noch vervielfältigen können (replizierende Vektoren) und solchen, die sich nicht mehr vermehren können (nicht replizierende Vektoren).
Beispiele für Vektorimpfstoffe sind COVID-19-Vektorimpfstoffe und Vektorimpfstoffe gegen Ebola.
Da die bisher verfügbaren Vektorimpfstoffe gegen COVID-19 keine vermehrungsfähigen Viren enthalten, können sie auch den Totimpfstoffen zugeordnet werden.
DNA-Impfstoffe enthalten ebenfalls Teile des genetischen Materials des Krankheitserregers. Träger für diese genetische Information ist bei diesen Impfstoffen meist ein ringförmiges DNA-Molekül (Plasmid). Die genetische Information wird dann in den Zellen, in die das genetische Material gelangt, abgelesen und ein oder mehrere Proteine (Antigen beziehungsweise Antigene) werden produziert und vom Körper als fremd erkannt. In der Folge kommt es zu der gewünschten Immunreaktion.
In Europa sind bisher keine DNA-Impfstoffe für den Menschen zugelassen, jedoch einige Impfstoffe in der Entwicklung.