09.04.2021 - University of Southampton

Erste Bilder von Zellen, die dem COVID-19-Impfstoff ausgesetzt wurden, zeigen nativ-ähnliche Coronavirus-Spikes

Wie der Impfstoff von Oxford-AstraZeneca funktioniert

Neue Forschungen haben zum ersten Mal Bilder der Proteinspikes, die sich auf der Oberfläche von Zellen entwickeln, die dem Oxford-AstraZeneca-Impfstoff ausgesetzt sind, mit den Proteinspikes des SARS-CoV-19-Coronavirus verglichen. Die Bilder zeigen, dass die Spikes denen des Virus sehr ähnlich sind und unterstützen das im Impfstoff verwendete modifizierte Adenovirus als führende Plattform zur Bekämpfung von COVID-19.

Das SARS-CoV-2-Virus, das COVID-19 verursacht, hat eine große Anzahl von Spikes, die aus seiner Oberfläche herausragen und die es nutzt, um sich an Zellen im menschlichen Körper anzuheften und in diese einzudringen. Diese Stacheln sind mit Zuckern, so genannten Glykanen, überzogen, die Teile der viralen Proteine für das menschliche Immunsystem verschleiern.

Bei dem von der University of Oxford und AstraZeneca entwickelten Impfstoff handelt es sich um einen Adenovirus-vektorisierten Impfstoff, bei dem eine sichere Version eines Virus genommen und die Informationen eines Teils des Erregers, in diesem Fall des SAR-CoV-2-Spikes, hinzugefügt werden, um neutralisierende Antikörper gegen dieses Ziel zu erzeugen.

In dieser neuen Studie, die in der Fachzeitschrift ACS Central Science veröffentlicht wurde, arbeiteten Wissenschaftler der University of Oxford und der University of Southampton zusammen, um die SARS-CoV-2-Spikes zu charakterisieren, die von den Zellen hergestellt werden, die mit dem Impfstoff von Oxford-AstraZeneca präsentiert werden. Die Arbeit in Oxford wurde von den Professoren Teresa Lambe, Peijun Zhang und Sarah Gilbert geleitet und Professor Max Crispin leitete die Arbeit in Southampton.

Die Wissenschaftler setzten eine Reihe von Zellen in vitro dem Impfstoff von Oxford-AstraZeneca aus. Mit Hilfe einer bildgebenden Technik, die als Kryo-Elektronenmikroskopie (cryoEM) bekannt ist, nahmen sie Tausende von Bildern auf, die sie dann kombinierten, um ein klares Bild der resultierenden Proteinspikes auf den Zellen zu erstellen. Professor Peijun Zhang von der Universität Oxford und dem Electron Bio-Imaging Centre (eBIC) an der Diamond Light Source, der die Bildgebungsarbeit leitete, sagte: "CryoEM ist eine immens leistungsfähige Technik, die es uns ermöglichte, die dichte Anordnung von Spikes, die auf der Oberfläche der Zellen hergestellt und präsentiert wurden, zu visualisieren".

Eine weitere chemische Analyse der Glykane, die die neu entwickelten Protein-Spikes umhüllen, ergab, dass sie eine große Ähnlichkeit mit denen aufweisen, die die SARS-CoV-2-Spikes umgeben. Dies ist ein wesentliches Merkmal des Impfstoffs, da es bedeutet, dass er enge Nachahmungen des Coronavirus liefern kann, die wichtig sind, um die Immunantwort auszulösen, die zum Schutz gegen COVID-19 benötigt wird.

Professor Crispin sagte: "In dieser Studie wollten wir sehen, wie sehr die durch den Impfstoff induzierten Spikes denen des infektiösen Virus ähneln. Wir waren sehr erfreut, eine große Anzahl von nativen-ähnlichen Spikes zu sehen."

"Diese Studie wird hoffentlich zu einem besseren Verständnis für die Öffentlichkeit beitragen und ihnen helfen zu sehen, wie der Impfstoff von Oxford-AstraZeneca funktioniert. Viele Menschen wissen vielleicht nicht, wie ihre Zellen zu kleinen Fabriken werden, die virale Spikes produzieren, die dann die Immunantwort auslösen, die zur Bekämpfung der Krankheit notwendig ist. Dies kann auch die Gewissheit geben, dass der Impfstoff seine Aufgabe erfüllt und das Material erzeugt, das wir unserem Immunsystem präsentieren müssen."

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