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Verunreinigungen im AstraZeneca-Impfstoff

Kontamination durch virale und menschliche Proteine könnte Nebenwirkungen erklären

Impfstoff
Der Corona-Impfstoff von AstraZeneca enthält mehr bls 1.000 Proteine und Proteinfragmente, die dort nicht reingehören. © kovop58/ iStock

Kontamination: Forscher haben Verunreinigungen im Corona-Impfstoff von AstraZeneca nachgewiesen. Die untersuchten Chargen enthielten größere Anteile menschlicher und viraler Proteine, die nicht Teil des Vakzins sind. Diese Proteine stammen offenbar aus den Anzuchtkulturen für die Vektorviren, wie das Forschungsteam berichtet. Es wäre denkbar, dass diese Kontaminationen die Impfwirkung beeinflussen und möglicherweise auch Nebenwirkungen wie die Sinusvenenthrombose fördern.

Unter den Impfstoffen gegen das Coronavirus ist das Vakzin von AstraZeneca schon mehrfach negativ aufgefallen: In der Zulassung gab es Unklarheiten bei der Dosierung und die Wirksamkeit lag teilweise deutlich niedriger als bei den mRNA-Impfstoffen. Zudem scheint der auf einem Schimpansen-Adenovirus beruhende Vektorimpfstoff als seltene, aber potenziell gefährliche Nebenwirkung Hirnvenenthrombosen zu fördern. Diese werden wahrscheinlich durch eine vom Vakzin induzierte Autoimmunreaktion ausgelöst.

Überschüssige Proteine im Vakzin

Auf der Suche nach einem möglichen Auslöser für diese Nebenwirkung haben Lea Krutzke und ihre Kollegen von der Universität Ulm Proben aus drei Chargen des AstraZeneca-Impfstoffs näher auf ihre Inhaltsstoffe hin untersucht. Dafür verglichen sie zunächst die mittels Silberfärbung und Gelelektrophorese sichtbar gemachten Proteinbanden der Vakzinproben mit denen eines eigenen, aufgereinigten Adenovirus-Vektors.

Das Ergebnis: „Das Bandenmuster im Proteingel hat sich in den beiden Proben deutlich unterschieden: Im Vergleich zu dem eigenen Adenovirus-Vektor wiesen die AstraZeneca-Proben deutlich mehr Proteinbanden auf, die nicht durch den adenoviralen Impfstoff erklärbar waren“, erläutert Teamleiter Stefan Kochanek. Auch eine Massenbestimmung des Proteininhalts erbrachte ein ähnliches Ergebnis: Statt der theoretisch zu erwartenden 12,5 Mikrogramm enthielten die AstraZeneca-Proben bis zu 32 Mikrogramm Proteine.

Im Impfstoff von AstraZeneca fanden sich demnach deutlich mehr Proteine, als allein durch das Trägervirus und bekannte Zusätze zu erwarten wären.

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Zur Hälfte menschliche, zur anderen virale Proteine

Aber welche Proteine sind dies? Um das herauszufinden, führte das Forschungsteam weitere Analysen unter anderem mittels Massenspektrometrie durch. Es zeigte sich: Das Vakzin enthält mehr als 1.000 Proteine und Proteinfragmente, von denen ein Großteil darin eigentlich nichts zu suchen haben. Je nach Charge waren ein Drittel bis die Hälfte dieser Proteine viralen Ursprungs, bis zu zwei Drittel aber stammten von menschlichen Zellen.

Wie die Forschenden erklären, kommen die überschüssigen viralen Proteine wahrscheinlich von Vorstufen der Adenoviren, die bei der Vermehrung der Vektorviren in Zellkulturen entstehen. Dazu zählen beispielsweise unvollständig zusammengebaute Kapside, die Proteinhüllen, die das Erbgut des Adenovirus umgeben.

Hitzeschockproteine mit potenziell immunologischer Wirkung

Unter den menschlichen Proteinen im Impfstoff identifizierten die Wissenschaftler verschiedene Fragmente von Zellbestandteilen, die aus dem Kern, dem Golgi-Apparat oder auch dem Zellskelett stammen. Besonders häufig aber waren sogenannte Hitzeschockproteine und Chaperone vertreten. Beide dienen unter anderem dazu, anderen Proteinen bei der korrekten Faltung zu helfen und werden vor allem bei Zellstress gebildet.

„Die Mehrzahl der gefundenen Proteine dürfte keine negativen Auswirkungen auf Impflinge haben“, erklärt Kochanek. „Extrazelluläre Hitzeschockproteine sind jedoch bekannt dafür, dass sie angeborene und erworbene Immunantworten modulieren und bestehende Entzündungsreaktionen verstärken können. Sie wurden zudem auch schon mit Autoimmunreaktionen in Verbindung gebracht.“

Verunreinigung schuld an Impf-Nebenwirkungen?

Es ist nach Angabe der Forschenden nicht ausschlossen, dass die Protein-Verunreinigungen des AstraZenecva-Vakzins unerwünschte Auswirkungen haben: „Die intramuskuläre Injektion von Proteinen, die nicht Teil der aktiven Wirkprinzips des Vakzins sind, kann Effekte auf verschiedenen Ebenen hervorrufen“, so das Team. „Einige dieser Proteine könnten mehr als nur inaktive Mitläufer sein.“ So könnten die überschüssigen viralen Proteine die Qualität der erwünschten Immunantwort mindern und damit die Wirksamkeit der Impfung verringern.

Einige andere Proteine könnten möglicherweise die Nebenwirkungen der Impfung verstärken: „Wir halten es für wahrscheinlich, dass die hier dokumentierten Protein-Verunreinigungen an den starken klinische Reaktionen mit grippeähnlichen Symptomen beteiligt sind, die häufig ein bis zwei Tage nach der Impfung beobachtet werden“, schreiben Krutzke und ihre Kollegen. Gerade bei einigen der Hitzeschockproteine sei zudem nicht auszuschließen, dass sie die für die Sinusvenenthrombosen verantwortliche Autoimmunreaktion fördern könnten.

Herstellung und Qualitätskontrolle überarbeiten

Nach Ansicht der Forschenden bedarf die Kontamination des AstraZeneca-Impfstoffs dringend weiterer Klärung. „Die Vielzahl der gefundenen Verunreinigungen, von denen zumindest einige negative Effekte haben könnten, macht es nötig, den Herstellungsprozess und die Qualitätskontrolle des Impfstoffs zu überarbeiten“, betont Kochanek. „Dadurch ließe sich neben der Sicherheit womöglich auch die Wirksamkeit des Vakzins erhöhen.“

Wie das Team erklärt, ist die Entfernung aller Proteinreste der zur Virenanzucht genutzten Zellkultur normalerweise ein wichtiger Qualitätsstandard. Im Falle des AstraZeneca-Vakzins sind diese Proteine aber in den zur Überprüfung eingesetzten Tests offenbar nur schwer nachweisbar. Hier müsse daher nun nachgebessert werden, schreiben Kochanek und seine Kollegen. (Preprint, Research Square, 2021; doi: 10.21203/rs.3.rs-477964/v1)

Quelle: Universität Ulm

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