KI-Design: Super-Impfstoff gegen alle Virusfamilien

Stellen Sie sich vor, ein einziger Impfstoff schützt nicht nur vor dem aktuellen Coronavirus, sondern auch vor seinen Verwandten – und sogar vor Viren, die es noch gar nicht gibt. Genau das haben Forscher der Universität Cambridge jetzt möglich gemacht. Der Clou: Der Wirkstoff des Impfstoffs, das sogenannte Antigen, wurde nicht im Labor gezüchtet, sondern von einer Künstlichen Intelligenz am Computer entworfen. Ein Antigen ist der Teil eines Impfstoffs, der dem Immunsystem zeigt, wie ein Virus aussieht, damit es Abwehrstoffe bilden kann. Bisher werden dafür abgeschwächte oder abgetötete Viren oder Teile davon verwendet. Die KI analysierte stattdessen die genetischen Baupläne aller bekannten Sarbeco-Coronaviren – das ist die Gruppe, zu der auch SARS-CoV-2 gehört – und suchte nach Gemeinsamkeiten. Daraus konstruierte sie ein „Super-Antigen“, das dem Immunsystem die charakteristischen Merkmale der gesamten Virusfamilie präsentiert.

Das Team um den Zoonose-Experten Jonathan Heeney testete den Impfstoff an 39 gesunden Erwachsenen. Die Ergebnisse, veröffentlicht im Journal of Infection, zeigen: Die Probanden entwickelten eine Immunantwort – nicht nur gegen SARS-CoV-2, sondern auch gegen SARS-CoV-1, den Erreger der Sars-Pandemie von 2003, und gegen Fledermaus-Coronaviren, die als Auslöser künftiger Pandemien gelten. „Wir haben die Impfstoffentwicklung von einer reaktiven zu einer dauerhaften Strategie umgewandelt“, sagt Heeney. „Unsere Impfstoffe werden auch dann noch schützen, wenn die Viren mutieren.“

Das ist ein Paradigmenwechsel. Bisher jagt die Menschheit den Viren hinterher: Sobald ein neuer Stamm auftaucht, muss ein neuer Impfstoff entwickelt, getestet und produziert werden – ein Wettlauf gegen die Zeit. Der KI-Impfstoff hingegen ist von Anfang an breit aufgestellt. Er zielt nicht auf ein bestimmtes Virus, sondern auf die konservierten, also unveränderlichen Teile einer ganzen Virusfamilie. Selbst wenn das Virus mutiert, bleiben diese Teile gleich – der Impfstoff wirkt weiter.

Die Cambridge-Forscher arbeiten bereits an weiteren universellen Impfstoffen: gegen die saisonale Grippe, die Vogelgrippe H5N1 und gegen hämorrhagische Fieberviren wie Ebola. Der nächste Schritt ist eine größere Studie mit rund 200 Teilnehmern, um die Wirksamkeit genauer zu untersuchen. Sollte sich der Ansatz bestätigen, könnte er die Art und Weise, wie wir uns vor Pandemien schützen, grundlegend verändern – von der Jagd nach neuen Varianten hin zu einer vorausschauenden, dauerhaften Immunität.