Ich habe in den letzten Tagen eine Menge Fragen zu verschiedenen Spike-Protein-bezogenen (und Impfstoff-bezogenen) Themen erhalten, also dachte ich, dies wäre ein guter Zeitpunkt, um darauf einzugehen. Es gab kürzlich einen Bericht über die vaskulären Effekte des Spike-Proteins allein (nicht die Coronavirus-Infektion an sich), und eine weitere Präsentation über ähnliche Effekte im Lungengewebe. Es handelt sich dabei mit ziemlicher Sicherheit um die gleichen Phänomene - die Lunge ist natürlich voll von vaskulärem Gewebe, und was in beiden Fällen beobachtet wird, wird sehr wahrscheinlich durch Effekte auf das vaskuläre Endothel vermittelt.
In der ersten Studie wurde Hamstern ein Pseudovirus injiziert, das das Oberflächenprotein Spike exprimiert, während die Forscher in der zweiten Studie das Protein einfach direkt in Mäuse injizierten. Das Pseudovirus-Team verglich daraufhin Endothelzellen mit verschiedenen Mutationsformen des ACE2-Oberflächenproteins (S680D, mit erhöhter Stabilität und S680L, mit verringerter Stabilität). Die Reaktion auf das Pseudovirus war bei diesen beiden sehr unterschiedlich, was darauf hindeutet, dass die Bindung des Spike-Proteins an ACE2 tatsächlich eine Schlüsselrolle bei diesem Prozess spielt. Das passiert natürlich, wenn das Coronvirus das Gefäßgewebe infiziert, aber diese Arbeit zeigt, dass nicht der gesamte Prozess der viralen Infektion für all die Probleme verantwortlich ist: Es beginnt mit dem ersten Bindungsereignis.
Ich habe also Fragen dazu bekommen, was das für die Impfung bedeutet: Wenn wir Menschen dazu bringen, das Spike-Protein über mRNA oder Adenovirus-Vektoren zu exprimieren, schädigen wir sie dann genauso, als ob sie mit dem Coronavirus infiziert wären? Glücklicherweise scheint die Antwort eindeutig "nein" zu lauten - in der Tat wird in der Pseudovirus-Arbeit gegen Ende erwähnt, dass die Antikörperreaktion, die durch die Impfung gegen das Spike-Protein erzeugt wird, in zweifacher Hinsicht vorteilhaft ist: gegen die Infektion und auch gegen die Spike-vermittelten Endothelschäden. Es gibt mehrere Gründe, warum die Situation anders ist.
Betrachten Sie, was passiert, wenn Sie mit dem eigentlichen Coronavirus infiziert sind. Wir wissen jetzt, dass die große Mehrheit solcher Infektionen durch das Einatmen von virusbeladenen Tröpfchen anderer infizierter Personen verbreitet wird, der Verabreichungsweg ist also über die Nase und/oder die Lunge, und die Zellen, die Ihre Atemwege auskleiden, sind somit die ersten, die infiziert werden. Der virale Infektionsprozess führt am Ende zur Lyse der Wirtszelle und der anschließenden Entladung einer Ladung neuer Viruspartikel - und diese gelangen in die zelluläre Nachbarschaft und in den Blutkreislauf. Sie haben dann freie Bahn für die Endothelzellen, die das Gefäßsystem der Atemwege auskleiden und um die es in diesen beiden neuen Arbeiten geht.
Vergleichen Sie dies jedoch mit dem, was bei einer Impfung passiert. Die Injektion erfolgt intramuskulär, nicht in den Blutkreislauf. Deshalb wird ein Muskel wie der Deltamuskel bevorzugt, weil er ein gutes Ziel mit dickerem Muskelgewebe ohne leicht zu treffende Venen oder Arterien an der Injektionsstelle ist. Die große oberflächliche Vene in dieser Region ist die Vena cephalica, und sie befindet sich dort, wo Deltamuskel und Brustmuskel zusammentreffen, und nicht hoch oben in der Schulter. In früheren Tiermodellstudien mit mRNA-Impfstoffen wurde eine solche Verabreichung eindeutig einer direkten i.v.-Injektion vorgezogen; die Effekte waren viel stärker. Die Muskelzellen um die Injektion herum werden also vom Impfstoff getroffen (egal ob mRNA-haltige Lipid-Nanopartikel oder Adenovirus-Vektoren), während ein guter Teil der verbleibenden Dosis in der interzellulären Flüssigkeit liegt und somit über das Lymphsystem und nicht über den Blutkreislauf abfließt. Das ist gewollt, denn die Lymphknoten sind ein wichtiger Ort der Immunantwort. Die ableitenden Lymphknoten für den Deltamuskel sind die Deltamuskel/Scheitelknoten, wo diese beiden Muskeln zusammentreffen, und die größeren axillären Lymphknoten unten in der Achselhöhle auf dieser Seite.
Jetzt kommen wir zu einem entscheidenden Unterschied: Wenn eine Zelle die Wirkung eines mRNA-Nanopartikels oder eines Adenovirus-Vektors erhält, beginnt sie natürlich, das Spike-Protein zu exprimieren. Aber anstatt dass es zu infektiöseren Viruspartikeln zusammengebaut wird, wie es bei einer echten Coronavirus-Infektion passieren würde, wird dieses Protein an die Oberfläche der Zelle gebracht, wo es bleibt. Dort wird es dem Immunsystem als ein anormales, eindringendes Protein auf der Zelloberfläche präsentiert. Das Spike-Protein wird nicht freigelassen, um frei durch den Blutkreislauf zu wandern, weil es eine Transmembran-Ankerregion hat, die es (wie der Name schon sagt) stecken lässt. So sitzt es im Virus selbst, und das tut es auch in menschlichen Zellen. Siehe die Diskussion in diesem Artikel über die Entwicklung des Moderna-Impfstoffs, und das Gleiche gilt für alle mRNA- und Vektor-Impfstoffe, die den Spike produzieren. Sie haben sicherlich nicht die reale Infektionssituation, dass Spike-umhüllte Viren überall durch die Zirkulation mitgeschwemmt werden. Das durch die Impfung produzierte Spike-Protein wird nicht so freigesetzt, dass es überhaupt mit den ACE2-Proteinen auf der Oberfläche anderer menschlicher Zellen in Berührung kommt: Es sitzt auf der Oberfläche von Muskel- und Lymphzellen oben in Ihrer Schulter und wandert nicht durch Ihre Lungen und macht dort Ärger.
Ein Teil der Impfstoffdosis wird natürlich in den Blutkreislauf gelangen. Aber bedenken Sie, wenn die mRNA oder die Adenoviruspartikel auf Zellen außerhalb der Leber oder der Injektionsstelle treffen, veranlassen sie diese immer noch, das auf ihrer Oberfläche verankerte Spike-Protein zu exprimieren, und nicht, es in den Blutkreislauf zu entladen. Hier ist das EMA-Briefing-Dokument für den Impfstoff von Pfizer/BioNTech - auf den Seiten 46 und 47 können Sie die Ergebnisse der Verteilungsstudien lesen. Diese wurden auf zwei Arten durchgeführt - durch Verwendung einer mRNA für Luciferase (und damit Betrachtung der resultierenden Lichtemission aus den verschiedenen Nagerregionen!) und durch Verwendung einer radioaktiven Markierung (was eine empfindlichere Technik ist). Der größte Teil der Radioaktivität bleibt in und um die Injektionsstelle. In den ersten Stunden zirkuliert auch etwas im Plasma. Aber fast alles davon landete in der Leber, und kein anderes Gewebe war viel mehr als 1% der Gesamtmenge. Das ist genau das, was man erwarten würde und was man bei der Medikamentendosierung im Allgemeinen sieht: Ihr gesamtes Blutvolumen wird immer wieder durch die Leber geschleust, denn dafür ist die Leber ja da. Aber wenn solche Dinge das Lebergewebe erreichen, bleiben sie dort und werden schließlich von verschiedenen zerstörerischen Enzymen zerkaut (das ist auch ein großer Teil der Aufgabe der Leber). Es ist eine Einbahnstraße.
Die Berichte über Probleme mit Spike-Proteinen sind also interessant und wichtig für die Coronavirus-Infektion, aber sie bedeuten nicht, dass die Impfstoffe selbst ähnliche Probleme verursachen werden. Tatsächlich bedeutet, wie oben erwähnt, die Tatsache, dass diese Impfstoffe auf das Spike abzielen, dass sie in mehr Hinsicht schützend sind, als wir überhaupt realisiert haben.
Update: Es gibt eine weitere Ebene des Unterschieds, die ich nicht erwähnt habe. In den Impfstoffen von Moderna, Pfizer/BioNTech, J&J und Novavax wurden in das Spike-Protein einige Prolin-Mutationen eingeführt, um es in seiner "Präfusions"-Konformation zu halten, statt in der Form, die es annimmt, wenn es an ACE2 bindet. Das sollte die Fähigkeit des Spike-Proteins, das von diesen Impfstoffen produziert wird, sich zu binden und die in den jüngsten Veröffentlichungen beschriebenen Wirkungen hervorzurufen, noch mehr einschränken. Das ist besonders praktisch für den Novavax-Impfstoff, da es sich um eine Injektion des Spike-Proteins selbst handelt und nicht um einen Impfstoff, bei dem es innerhalb der Zellen produziert wird. Bemerkenswert ist, dass der Impfstoff von AstraZeneca/Oxford den Wildtyp von Spike produziert (obwohl dieser, wie oben beschrieben, immer noch membranverankert sein wird).
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