GießenEin Schild warnt vor biologischer Gefahr und drinnen im Labortrakt, hinter der Sicherheitsschleuse, schlagen die Türen lauter zu als im Rest des Gebäudes. Das liegt am Unterdruck, der hier im Biomedizinischen Forschungszentrum der Universität Gießen, dem ältesten virologischen Institut Deutschlands, herrscht. Eine Sicherheitsmaßnahme. Wenn drinnen Viren verschüttet würden, könnten diese nicht mit dem Luftzug nach draußen gelangen.

Die Gänge, an denen die Labore liegen, wirken steril. Dunkler PVC-Boden, verchromte Metallbeschläge an den Wänden, weiße Türen mit verglasten Sichtschlitzen darin. Ab und zu kommt ein Mensch mit weißem Kittel, Mundschutz und Brille auf den Gang, schließt die eine Tür, öffnet die nächste, verschwindet dahinter. Es wirkt geschäftig, aber nicht hektisch.

Dabei könnte man vermuten, dass hier Stress herrscht, es sind die Wochen nach den Pressemitteilungen von Biontech, Moderna und Astrazeneca. Die Impfstoffe jener Firmen gegen das neuartige Coronavirus haben zuletzt die Schlagzeilen bestimmt. Biontech und Moderna verkündeten eine mehr als 90-prozentige Effektivität ihres Impfstoffs beim Menschen, Astrazeneca spricht von 70 Prozent. Und hier in diesen Laboren wird ein Konkurrenzprodukt entwickelt.

Aber während die klinischen Studien für die mittlerweile berühmten Impfstoffe bald abgeschlossen sein werden, wird die Vakzine, an der hier gearbeitet wird, noch nicht einmal am Menschen getestet. „Wir sind irgendwo abgeschlagen im hinteren Feld“, sagt Friedemann Weber, 55, Leiter des Instituts für Virologie an der Universität Gießen. Seine Lachfalten kräuseln sich, das lässt unter seinem medizinischen Mundschutz ein Lächeln erahnen. Weber wirkt alles andere als unglücklich, als er hier im weißen Kittel mit Socken in Trekkingsandalen auf dem Weg zu seinen Laboren ist. Wenn man ihm folgt, lernt man, warum – und erfährt gleichzeitig mehr über das Wesen der Wissenschaft, als wenn man die begleitet, die vorne liegen im globalen Impfstoff-Rennen.

Foto: Frederik Jötten
Friedemann Weber leitet das Institut für Virologie an der Universität Gießen.

274 Impfstoffe gegen das Coronavirus werden weltweit im Moment entwickelt, 59 bereits am Menschen getestet. Dabei ist noch kein Jahr vergangen, seitdem Sars-CoV-2 begann, sich unter Menschen auszubreiten. Nie in der Geschichte hat es eine solche Explosion der Forschungsaktivität gegeben, um die Menschheit vor einem Erreger zu schützen. Drei Impfstoffe stehen kurz vor der Zulassung in Europa, sonst dauert das für ein solches Präparat zehn Jahre. Aber was wird eigentlich aus den restlichen Entwicklungen, wenn die ersten Vakzine bereits gespritzt werden? War die Arbeit von Tausenden Wissenschaftlern, die an anderen Impfstoffen geforscht haben, dann umsonst?

Friedemann Weber, schlank, hohe Stirn, Gitarrist in zwei Rockbands, öffnet die Tür zu einem Labor. Zwei Männer, auch sie in weißen Kitteln, stehen vor einer weißen Arbeitsbank, die einer Küchenzeile ähnelt. In Regalen sind Zutaten in Glasflaschen zu sehen, auf der Arbeitsplatte ein Ständer mit dem wichtigsten Werkzeug in biomedizinischen Labors – Pipetten in verschiedenen Größen. Webers Mitarbeiter Andreas Schön greift zu einer Pipette, steckt eine Plastikspitze auf. Aus einem durchsichtigen Kunststoffgefäß, das etwa die Größe zweier Fingerkuppen hat, pipettiert er einen Tropfen – genau gesagt den 20sten Teil eines Milliliters – in ein anderes fingerkuppengroßes Gefäß, um ihn weiter zu verdünnen. Die Flüssigkeit, die er transferiert, ist klar wie Wasser – aber sie enthält Erbsubstanz mit Genen des Sars-CoV-2-Virus.

Die neuen Impfstoffe revolutionieren gerade die Medizin

In Friedemann Webers Labor wird an einem jener neuen Impfstoffe gearbeitet, die gerade die Medizin revolutionieren. Die Idee dahinter: Den Menschen werden nicht wie bei hergebrachten Vakzinen abgetötete oder abgeschwächte Erreger injiziert oder aus diesen isolierte Proteine. Stattdessen spritzt man Menschen deren Bauplan, also Gene, in diesem Fall von Sars-CoV-2, aus welchen der Körper dann die Virusproteine herstellt, gegen die er – wenn alles klappt – eine Immunantwort entwickelt.

Der Unterschied zwischen den Impfstoffen von Biontech und Moderna, die in der EU kurz vor der Zulassung stehen, und dem, an dem Weber forscht: Der Gießener Wissenschaftler benutzt DNA, die berühmten Firmen, auf die die Welt schaut, dagegen RNA. DNA ist die Form der Erbsubstanz, mit der unsere Gene von Generation zu Generation weitergegeben werden, und liegt normalerweise im Zellkern vor. RNA dagegen ist die kurzlebige Arbeitskopie von Genen, mit denen diese in Proteine übersetzt werden – sie befindet sich vor allem außerhalb des Zellkerns im Zellplasma.

Weber führt in einen Nebenraum, um zu zeigen, wie sich dieser Unterschied auswirkt. Dort stehen Metallschränke in Kleinwagen-Dimension. Weber öffnet einen, weiße Schwaden ziehen heraus. „Das sind die Minus-70-Grad-Kühlschränke, in denen der Impfstoff von Biontech gelagert werden muss“, sagt er. „Diese Geräte durch die Republik zu karren – das wird schon ein großer Aufwand.“ Der Grund: RNA ist instabil, bei Zimmertemperatur kann schon Wasser sie zersetzen, erst recht Mikroorganismen oder auch Enzyme, die jeder Mensch auf der Haut trägt.

DNA ist dagegen wesentlich stabiler. Weber zeigt gegenüber auf einen normalen Gefrierschrank. „Darin kann unser Impfstoff gelagert werden – der von Astrazeneca zum Beispiel allerdings auch.“ Weber ist keiner, der die Erfolge anderer verschweigen würde, und so zeigt er auch seine Bewunderung für den US-Hersteller Moderna, der es eigenen Angaben zufolge geschafft hat, seinen RNA-Impfstoff bei höheren Temperaturen haltbar zu machen. „Wahrscheinlich durch chemische Stabilisatoren“, vermutet Weber. „Minus 70 Grad sind für RNA-Lagerung normal.“

Zurück im Labor zeigt sich auf einem Stapel im Regal im Kleinen, was Sars-CoV-2 anrichten kann. Auf Plexiglasplatten mit runden Vertiefungen haben Webers Doktoranden jeweils einen Rasen aus menschlichen Zellen wachsen lassen, dann Viruslösung zugegeben und zwei Tage später die Reaktion mit einem Farbstoff gestoppt, der ausschließlich intakte Zellen violett färbt. Sars-CoV-2 hat weiße Löcher gefressen, also Zellen getötet. „Jedes Loch geht auf ein Virus zurück“, sagt Weber. „Ein einzelner Erreger hat sich bis zu einer Zahl von circa 50.000 vermehrt und dabei etwa 10.000 Zellen zerstört.“

Zwei Meter weiter arbeitet Andreas Schön an dem Mittel, das eine solche Vermehrung im Menschen verhindern soll. Er macht gerade Testreihen mit verschiedenen möglichen DNA-Impfstoffen. Ziel ist es, herauszufinden, welche Variante welche Immunantwort auslöst. „Wir brauchen eine Reaktion, aber sie darf auch nicht zu stark sein“, erklärt Weber. „Denn überschießende Immunantworten verursachen ja zum Beispiel auch bei Covid-19  schlimme Krankheitsverläufe – solche Entzündungskaskaden dürfen wir mit einem Impfstoff natürlich keinesfalls auslösen.“

Andreas Schön tropft also die klare DNA-Lösung auf eine roséfarbene Flüssigkeit, die in Lochplatten steht, das Nährmedium für die menschlichen Zellen. Erst unter dem Mikroskop ist der Zellrasen zu sehen, der am Boden des Plexiglasbehälters wächst. Am nächsten Tag wird der promovierte Biologe messen, welche Botenstoffe des Immunsystems, genannt Zytokine, die Zellen als Antwort auf die getesteten Impfstoffvarianten bilden.

Die Pandemie hat Wissenschaftler aus der ganzen Welt zusammengebracht

Diese Versuche sind nur ein Baustein in dem internationalen Impfstoff-Projekt namens „Opencorona“, das vom Karolinska Institut in Stockholm geführt wird, einer der renommiertesten Medizin-Fakultäten weltweit. Neben Webers Gruppe sind verschiedene aus Skandinavien und eine aus Italien dabei. Es gibt in der Forschung derzeit auch Kooperationen zwischen chinesischen und US-amerikanischen Wissenschaftlern, zwischen britischen und solchen aus der EU. Die Pandemie, sie hat Wissenschaftler aus der ganzen Welt zusammengebracht, abseits einer politisch gespaltenen Welt, um gegen den gemeinsamen Feind zu kämpfen.

Für Opencorona haben schwedische Forscher parallel zu den Arbeiten in Gießen Frettchen die Impfstoff-Varianten gespritzt und danach die Konzentration der Antikörper im Blut und die Aktivität der T-Zellen gemessen. „Unser aktueller Kandidat hat unter anderem die Gene für einen Teil des Spikeproteins sowie für das Verpackungsprotein des Virusgenoms.“ Weber grinst. „Das Konstrukt heißt OC 007 – die Lizenz zum Impfen.“

Es ist nicht sehr wahrscheinlich, dass der Opencorona-Impfstoff noch während der aktuellen Pandemie zum Einsatz kommt. Obwohl Friedemann Weber bereits am 9. März den Förderantrag für die Impfstoff-Entwicklung bei der EU eingereicht hat, obwohl dieser innerhalb weniger Wochen genehmigt wurde, liegt dieses öffentlich finanzierte Projekt weit hinter denen der führenden Unternehmen – vermutlich Jahre. „Wir haben viel zu wenig Manpower, mussten das Geld zusammenkratzen und uns Tests selbst zusammenbasteln“, sagt Weber über seinen Teil von Opencorona. „Die Privatwirtschaft ist da viel flexibler und finanziell besser ausgestattet.“

Weber findet das gar nicht schlimm. „Die DNA-Plattform ist der Aschenputtel-Ansatz unter den Corona-Impfstoff-Kandidaten“, sagt Weber. „Vielleicht wird er sogar noch gebraucht werden, sei es, weil Entwicklungsländer die Infrastruktur für den Impfstoff der ersten Generation nicht aufbringen können, oder für die nächste Welle, weil wir die Impfzentren mit den Minus-70-Grad-Kühlschränken nicht über Jahre aufrechterhalten können.“ Es sind Szenarien, die Weber sich nicht wünscht. Und er hat ohnehin andere Ziele. „Mir geht es darum, Prinzipien zu ergründen.“ Etwas Neues hat seine Gruppe schon herausgefunden.

Forscher brauchen eine große Frustrationstoleranz

Friedemann Weber wechselt in der Umkleide hinter der Schleuse seine Schuhe und zieht seinen Kittel aus, um ins Büro zu gehen. Dort angelangt, öffnet er am Computer eine Datei mit Grafiken. Sie zeigt für alle Opencorona-Impfstoffkandidaten eine mittelstarke Ausschüttung von guten, antiviralen Zytokinen – mit einer Ausnahme. Gegen das Membran-Protein M des Virus ist diese gewünschte Immunantwort nur ein Zehntel so groß. „Es wirkt so, als ob das Virus mit dem M-Protein gezielt die Immunabwehr des Körpers dämpft“, sagt Weber. „Das könnte also eine Strategie des Erregers sein, um sich besser in menschlichen Zellen vermehren zu können.“

Hier zeigt sich der Unterschied zwischen öffentlich finanzierter Forschung und Industrie. Weber macht Grundlagenforschung – wie die meisten Forscher an öffentlich finanzierten Einrichtungen. Unternehmen investieren dagegen erst, sobald sich eine kommerzielle Verwertung abzeichnet. Trotzdem erschafft gerade die nicht-profitgetriebene Wissenschaft die Innovationen, auf die Firmen später angewiesen sind. So wurde die RNA-Impfung genauso in öffentlichen Labors erfunden wie die Genschere Crispr/Cas 9, für die Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna am Montag den Chemie-Nobelpreis bekommen haben.

Es ist Abend geworden in Gießen, Friedemann Weber zieht die Wanderschuhe an und macht sich auf den Weg zum Bahnhof, er fährt mit dem Zug nach Hause, 70 Minuten, weil er dann Zeit zu lesen hat. „Daraus besteht meine Arbeit zu 50 Prozent“, sagt Weber. Daneben gehört es zu seinem Job, mit vielen Rückschlägen umzugehen. „Für die Forschung braucht man eine große Frustrationstoleranz.“ Oft klappten Experimente nicht oder zeigten sich schöne Hypothesen als nicht vereinbar mit den Ergebnissen, die sich im Labor ergäben. Und dann ist da noch das Geld. „Viel Zeit geht für das Schreiben von Anträgen für Drittmittel drauf – wenn keine genehmigt würden, könnte ich keine Mitarbeiter mehr anstellen und nicht mehr forschen.“

Dabei gibt es so viel zu erfahren über die Viren dieser Welt. Opencorona ist nur eines von vielen Projekten, an denen Weber mit seinem Team arbeitet. So hat er einen DNA-Impfstoff mitentwickelt, der gegen das Krim-Kongo-Fieber schützen soll, eine Viruserkrankung, die sich, aus Afrika und Asien kommend, mit der Klimaerwärmung schon bis auf den Balkan vorgearbeitet hat. „Es ist ein hämorrhagisches, also zu Blutungen führendes Fieber, das vor allem durch Zecken übertragen wird“, sagt Weber. Der Impfstoff geht bald in die erste Phase der klinischen Testung.

Nie war es offensichtlicher als heute, wie wichtig es ist, dass Wissenschaftler Viren erforschen, von denen die meisten Menschen noch nie gehört haben. Denn eines Tages könnten diese Erkenntnisse unser Leben retten. Die nächste Pandemie, sie kommt bestimmt. Weber verabschiedet sich auf dem Bahnsteig, zu Hause warten Frau und zwei Kinder. In seiner Tasche: eine wissenschaftliche Publikation, die er im Zug lesen will. Das Krim-Kongo-Fieber ist demnach bereits in Ungarn angekommen.