Welke vaccins komen eraan? En hoe kwamen ze tot stand?

De koplopers in de vaccinrace zijn Pfizer en Moderna. Beide vaccins van deze bedrijven zijn van hetzelfde type: een zogeheten mRNA-vaccin. In de spuit zit een stukje in het laboratorium gemaakte genetische code van het coronavirus. Dit bevat de informatie waarmee cellen een eiwitje kunnen maken dat de stekels vormt die zichtbaar zijn op alle illustraties van het virus. Met die stekels plakt het zich vast aan de cellen in ons lichaam om ze te infecteren. Geïnfecteerde cellen gaan vervolgens nieuwe virusdeeltjes maken, die op hun beurt nog meer cellen infecteren.

Dat stukje genetische code is verpakt in een vetbolletje. Na injectie in bijvoorbeeld de bovenarm zullen cellen van het afweersysteem de vetbolletjes ophappen, waarna die het stekel-eiwit gaan maken. Het afweersysteem herkent dat eiwit als een vreemde indringer en gaat er vervolgens antistoffen tegen maken.

De stukjes genetische code van het virus zijn na een paar dagen al verdwenen. Maar het afweersysteem heeft nu geleerd om het stekel-eiwit te herkennen en maakt er afweerstoffen tegen. Een tweede injectie met het vaccin (na drie of vier weken) zorgt dat er nog meer cellen komen die afweerstoffen produceren. Als een gevaccineerd persoon besmet raakt met het coronavirus, zullen deze afweerstoffen aan het stekel-eiwit gaan zitten, waardoor de virusdeeltjes niet goed aan de cellen van het slachtoffer kunnen plakken. Mocht een cel toch nog geïnfecteerd worden, dan staat het afweersysteem klaar om hem aan te vallen en op te ruimen, zodat hij geen nieuwe virusdeeltjes kan maken.

De nummers drie en vier in de vaccinrace zijn van AstraZeneca (het Oxford-vaccin) en van Janssen Pharmaceutica / Johnson & Johnson (het Leidse vaccin). Ook deze twee vaccins lijken op elkaar, maar ze gebruiken een iets andere techniek dan Pfizer en Moderna. Deze vaccins bevatten in plaats van vetbolletjes een verkoudheidsvirus (adenovirus) dat onschadelijk is voor mensen, en is aangepast zodat het zich niet kan vermenigvuldigen. In dit virus is ook het stukje genetische code gezet voor de aanmaak van het stekel-eiwit van het coronavirus.

Ook het adenovirus wordt door het afweersysteem opgehapt, waarna het afweersysteem antistoffen gaat aanmaken tegen het stekel-eiwit, net als bij de vetbolletjes van de mRNA-vaccins. Het adenovirus zou mogelijk een betere afweerreactie oproepen dan de vetbolletjes. Het Russische Sputnik V-vaccin en een Chinees vaccin van de firma CanSino zijn eveneens gemaakt van een menselijk verkoudheidsvirus met daarin de genetische code voor het stekel-eiwit.

Een nadeel van menselijke verkoudheidsvirussen is dat sommige mensen er al afweerstoffen tegen hebben. In dat geval zou het slechter kunnen werken. Het Oxford-vaccin is daarom gemaakt met een adenovirus uit wilde chimpansees. Dat zijn beschermde dieren, dus ze mochten niet worden gevangen. De onderzoekers hebben de virussen daarom uit chimpansee-poep gehaald en daarna in het laboratorium gekweekt. Tegen een chimpansee-virus hebben mensen natuurlijk geen antistoffen. Wel zijn er zorgen dat een tweede prik met het vaccin minder goed werkt, omdat er na de eerste vaccinatie ook antistoffen tegen het verkoudheidsvirus zijn gemaakt.

Een illustratieve foto van reageerbuisjes met een medicijn of vaccin van diverse merken tegen het COVID-19 coronavirus. beeld anp / Koen van Weel

Voor deze vaccins is een heleboel aangepast adenovirus nodig, maar deze virussen kunnen alleen worden gekweekt in menselijke cellen. De fabrikanten gebruiken hiervoor menselijke cellen die altijd maar door blijven groeien. De beste cellen zijn afkomstig van een menselijke foetus, ze zijn zo’n vijftig jaar geleden afgenomen na een (legale) abortus. Voor de vaccins zijn dan ook geen nieuwe abortussen nodig en de cellen zelf komen niet in het vaccin terecht. Voor de mRNA vaccins van Pfizer en Moderna zijn geen celkweken nodig.

Hoe kwamen de vaccins tot stand?

De vaccins bevatten dus genetische informatie in vetbolletjes of verkoudheidsvirussen. Is dat wel veilig? En hoe konden de vaccins zo snel ontwikkeld worden? Meestal duurt zoiets een jaar of tien.

Om met die laatste vraag te beginnen: beide typen vaccins zijn al veel langer in ontwikkeling. Door onder meer de uitbraken van het SARS- en MERS-virus in respectievelijk China (2002) en het Midden-Oosten (2013) waren vaccinontwikkelaars al gewaarschuwd: coronavirussen zouden weleens gevaarlijk kunnen worden. Recente uitbraken van het ebolavirus in westelijk Afrika onderstreepten het belang van een snelle reactie op nieuwe virussen.

Zowel de mRNA-vaccins als de adenovirus-vaccins zijn een soort bouwdoosvaccins. De basis is steeds hetzelfde (een vetbolletje of een verkoudheidsvirus), maar het stukje erfelijke informatie erin kan verschillen. Er is de afgelopen jaren al veel onderzoek gedaan met dit soort vaccins, onder meer tegen hiv, ebola en hondsdolheid. Daarbij is ook al gekeken naar de veiligheid voor mensen.

Kort na de ontdekking van het nieuwe coronavirus in China was de inhoud van de complete erfelijke informatie beschikbaar. Het namaken van het kleine stukje erfelijke informatie voor het stekeleiwit is een peulenschil, dus een paar dagen later waren de eerste mRNA-vaccins al gemaakt. Inbouwen in het verkoudheidsvirus duurde iets langer, maar niet veel. Sindsdien zijn ze getest in proefdieren en mensen.

Wat ook hielp is dat vaccinontwikkelaars niet hoefden te wachten op geld. Normaal moeten onderzoekers eerst onderzoeksgeld zien te krijgen om hun ideeën voor vaccins te kunnen uitwerken. Voor iedere nieuwe stap is een nieuwe subsidieaanvraag nodig. Daarna moet er nog een bedrijf interesse hebben om het te ontwikkelen tot een echt vaccin. Nu zijn er wereldwijd miljarden beschikbaar gesteld voor onderzoek naar een coronavaccin. Iedereen ziet er het belang van in.

Het grote aantal coronabesmettingen was ook een voordeel: bij vaccinonderzoek krijgt de ene helft van de proefpersonen het vaccin, de andere een nepvaccin. Vervolgens moeten artsen wachten totdat er genoeg deelnemers ziek zijn geworden, en dan gaan ze kijken of er minder zieken in de vaccingroep zijn. Door de hevigheid van de pandemie werd dat heel snel duidelijk.

Bovendien hebben overheden alvast vaccins aangekocht, terwijl ze nog in ontwikkeling waren. Daarmee kunnen bedrijven alvast een productielijn opzetten. Ook de beoordeling is efficiënter gemaakt: al tijdens de eerste testen keken de instanties die het vaccin moeten goedkeuren, mee over de schouders van de wetenschappers. Normaal gesproken gaan ze pas kijken wanneer alle tests zijn afgerond.