Impfstoff wird in Spritze aufgezogen.

Seltene, aber lebensgefährliche Nebenwirkungen sorgen dafür, dass viele Impfwillige bei den Impfstoffen von Astrazeneca und Johnson & Johnson lieber abwinken. Frankfurter Forscher wollen nun eine Erklärung gefunden haben.

Die Sorge vor schweren Nebenwirkungen ist groß, die Wahrscheinlichkeit eher gering: Doch was wäre, wenn es das Risiko, nach einer Impfung mit Astrazeneca oder Johnson & Johnson an einer lebensgefährlichen Hirnvenenthrombose zu erkranken, nicht mehr gäbe? Erste Ergebnisse eines Frankfurter Forscherteams der Goethe-Universität nähren eine solche Hoffnung.

In einer am Mittwoch veröffentlichten Vorab-Version ihrer bisherigen Studie erklären die Forscher und Forscherinnen, womöglich den Mechanismus gefunden zu haben, der bei sogenannten vektorbasierten Impfstoffen in seltenen Fällen lebensgefährliche Blutgerinnsel verursachen kann.

Dazu zählen unter den in der EU zugelassenen Impfstoffen das Vakzin von Astrazeneca und Johnson & Johnson. Bei beiden Impfstoffen sind inzwischen Fälle von schweren Thrombose-Erkrankungen nach einer Impfung bekannt. Die Financial Times hatte zuerst über das Thema berichtet.

Forscher in Gespräch mit Johnson & Johnson

Eine "gezielt eingesetzte Punktmutation" könnte die vektorbasierten Vakzine vermutlich so verbessern, dass die selten auftretenden Nebenwirkungen künftig nach einer Impfung verhindert werden könnten, erklärt Rolf Marschalek am Donnerstag gegenüber dem hr.

"Das ist technisch machbar und auch möglich", sagte Marschalek. Er ist Leiter der Studie und Direktor des Instituts für Pharmazeutische Biologie an der Goethe-Uni. Die Meldungen von Hirnvenenthrombosen hätten ihm und seinem Team Sorgen bereitet, wie er selbst zugibt. Danach habe er über mögliche Erklärungen nachgedacht und die Studie angestoßen. Neben den Frankfurtern beteiligen sich auch Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen aus Ulm an dem Projekt.

Portrait von Rolf Marschalek

Seiner Einschätzung nach seien die Hersteller Astrazeneca und Johnson & Johnson selbst in der Lage, die Anpassung ihres Impfstoffs vorzunehmen. Mit den US-Amerikanern stehe das Team bereits in Kontakt: Johnson & Johnson hatte den Forschern für die Untersuchung notwendigen Informationen zu den vektorbasierten Impfstoffen bereitgestellt.

Problem liegt in Kernprozessen in den Zellen

Als Problem identifiziert das Team um Marschalek, das normalerweise an Lösungen für Kinderleukämie forscht, dass die sogenannten Vektorimpfstoffe, mit denen der Wirkstoff in die Zellen transportiert wird, nach Eindringen in die Zelle ihre genetische Informationen zunächst in den Zellkern bringen.

Die mRNA-Impfstoffe (Biontech und Moderna) senden diese Informationen nur in die Zellflüssigkeit der Zellen. Die Vektor-Impfstoffe (Johnson & Johnson und Astrazeneca) werden jedoch zuerst im Zellkern abgelesen und in RNA übersetzt. Bevor diese RNAs (Ribonukleinsäuren) in die Zellflüssigkeit gebracht werden, unterliegen sie im Zellkern unter anderem dem Prozess des "Spleißens". Dieser trägt dazu bei, dass aus der RNA die wichtige mRNA (Boten-Ribonukleinsäure) wird, die bei mRNA-Impfstoffen Biontech und Moderna bereits verimpft wird.

In der Zellflüssigkeit wird dann aus der fertigen mRNA wie bei den mRNA-Corona-Impfstoffen das für die Bildung von Antikörpern und die Impfreaktion so wichtige Spike-Protein, das Impfantigen, hergestellt. Bei mRNA-Impfstoffen passiert dies automatisch.

Anpassungen der Schwachstellen möglich

Beim Spleißen - dem Prozess, bei dem normalerweise nicht-brauchbare Teile einer RNA entfernt werden - wird die RNA des Spike-Gens im Zellkern zerstückelt. Und genau hier könnte das Problem liegen, wie Marschalek sagt. "Was die Hersteller möglicherweise nicht bedacht haben, ist, dass das Spike-Protein von einem Gen kodiert wird, dass von einem RNA-Virus stammt." RNA-Viren wie das Coronavirus seien evolutionär nicht für solche Prozesse im Zellkern ausgelegt.

Experimente hätten gezeigt, dass beim Spleißen auch dazu komme, dass mutierte lösliche Spike-Proteinvarianten produziert würden. Diese könnten ins Blut weitergegeben werden und dort in seltenen Fällen die gefährlichen Thrombose auslösen.

Anpassungen an den fehleranffälligen Spleiß-Stellen der Vektorimpfstoffe könnten womöglich das Problem beheben, glaubt Marschalek. Das Problem trete insbesondere bei Astrazeneca auf. Johnson & Johnson habe bei seinem Impfstoff bewusst solche Fehlerquellen eliminiert, erklärt der Forscher.

Endgültiger Beweis steht noch aus

Einen endgültigen Beweis zur Erklärung der Ursache der Hirnvenenthrombosen stelle die aktuelle Forschung jedoch noch nicht dar. "Im Moment zeigen unsere Experimente ein prinzipielles Problem auf. Ob die dadurch entstehenden Proteinvarianten wirklich gefährlich sind und eine Thrombose auslösen können, steht in den Sternen. Wir spekulieren zwar darüber, aber einen endgültigen Beweis dazu anzuführen, ist sehr schwer."

Zur finalen Prüfung brauche es Hilfe von weiteren Medizinern oder Tierexperimentatoren, sagte Marschalek. Nach dem Hilferuf an die Wissenschaftswelt setzt das Team aus Frankfurt und Ulm die Studie fort. Die finalen Ergebnisse sollen dann geprüft und schließlich in einer Fachzeitschrift publiziert werden. Wie Marschalek berichtet, habe er bereits in der vergangenen Woche die bisherigen Ergebnisse dem Paul-Ehrlich-Institut und der Ständigen Impfkommission (STIKO) präsentiert.

77 Thrombose-Fälle deutschlandweit

Deutschlandweit sind dem Paul-Ehrlich-Institut bislang 77 schwere Thrombose-Fälle nach einer Astrazeneca-Impfung bekannt (Stand: 10. Mai). 14 Betroffene sind an den Folgen gestorben. Bei den meisten Fälle handele es sich den Angaben zufolge um die in der Studie im Fokus stehenden Hirnvenenthrombosen.

Schwere Thrombose-Fälle nach einer Impfung mit Johnson & Johnson sind bislang nicht bekannt. Dies hänge wohl damit zusammen, dass vergleichsweise nur sehr wenige Dosen in Deutschland verimpft wurden, erklärt das Institut. Es gebe jedoch einen kausalen Zusammenhang zwischen den schweren Thrombose-Fällen und den beiden Vakzinen. Beide Präparate werden in Hessen losgelöst von der Priorisierung verimpft.