De e-mail die de arts Uğur Şahin op een late vrijdagavond eind januari 2020 kreeg, vormde het begin van de strijd tegen een angstaanjagende vijand, die nog niet had laten zien waartoe hij in staat was.
Weinig mensen beseften nog dat er een nieuw coronavirus op weg was om de wereldbevolking in een ijzeren greep te houden. Maar toen Şahin het wetenschappelijke artikel las waarnaar de e-mail verwees, begreep hij wat er zou komen. En hij besloot in actie te komen.
Op dat moment verkeerden de meeste mensen nog in zalige onwetendheid over het nieuwe virus, dat zich vanuit de Chinese miljoenenstad Wuhan naar de rest van China en een paar buurlanden had verspreid. Het virus, dat later SARS-CoV-2 werd genoemd, had 1347 mensen besmet, van wie er 41 waren overleden aan een nieuw type longontsteking.
Şahin vermoedde dat er een pandemie aan zat te komen – en had een plan om die een halt toe te roepen.
In het wetenschappelijke artikel dat Şahin las, beschreven onderzoekers uit China en Hongkong hoe een gezin besmet was geraakt. Door het tijdsverloop van de besmetting en de eerste klachten bij elk gezinslid te bestuderen, concludeerden ze dat het nieuwe virus kon worden overgedragen van mens op mens.
Şahin, die CEO is van het Duitse biotechnologiebedrijf BioNTech, besefte meteen dat het virus als een golf over de hele aarde zou kunnen spoelen en dat een vaccin het enige effectieve wapen was tegen de dreigende pandemie.
🎬 VIDEO: Zo verspreidde het coronavirus zich begin 2020 🎬
In het weekend overdacht Şahin de situatie, en de week erop riep hij het bestuur van BioNTech bijeen. Hij vroeg toestemming om per direct Project Lightspeed op te tuigen, dat in recordtijd een coronavaccin moest ontwikkelen.
Gewoonlijk duurt een nieuw vaccin ontwikkelen 10 à 15 jaar, en het record lag op dat moment op vier jaar. Maar deze keer moest het in één jaar lukken – en met ruim 180 concurrenten.
Onderzoekers slaan een nieuwe weg in
De onderzoekers moesten niet alleen razendsnel werken, maar ook de meest effectieve methode kiezen om hun nieuwe coronavaccin te maken.
Net als andere vaccins moest hun vaccin het immuunsysteem aanzetten tot het vormen van antistoffen en T-cellen die het virus kunnen bestrijden. De traditionele methode is een inactieve of verzwakte versie van het virus te gebruiken, maar bij dat type vaccin kunnen de onderzoekers niet bepalen op welke delen van het virus het immuunsysteem zijn antistoffen richt.
Uğur Şahin en zijn vrouw Özlem Türeci zijn respectievelijk directeur en Chief Medical Officer van BioNTech en leidden de ontwikkeling van een vaccin tegen SARS-CoV-2.
Idealiter richten de antistoffen zich op een eiwit dat alleen op het oppervlak van dat specifieke virus voorkomt. Zo verspilt het immuunsysteem geen energie door andere, ongevaarlijke virussen aan te vallen.
Eerder waren er bijvoorbeeld al vaccins gemaakt die bestaan uit een bepaald eiwit van het virus. Die methode is effectief, maar de ontwikkeling is complex en kost veel tijd.
Uğur Şahin vreesde dat de bestaande methoden te langzaam zouden zijn en besloot dat BioNTech nieuwe wegen moest inslaan.
Code traint immuunsysteem
BioNTech is gespecialiseerd in immunotherapie tegen kanker, een behandelvorm die raakvlakken heeft met vaccins. In beide gevallen wordt het immuunsysteem gestimuleerd om de strijd met de indringer aan te gaan.
Een methode die het bedrijf graag toepast, is het gebruik van mRNA-moleculen. Die lijken op DNA en kunnen net als DNA een genetische code dragen die cellen als werktekening kunnen gebruiken voor een eiwit. Door mRNA met de code voor een bepaald viruseiwit te injecteren, worden lichaamscellen ertoe aangezet dit eiwit te vormen, wat het immuunsysteem traint om het virus te herkennen.
Vier concurrenten strijden om het goud
Verzwakt virus is riskante bekende
Het erfelijk materiaal van SARS-CoV-2 (wit) wordt vernietigd. De buitenkant blijft intact, zodat deze het immuunsysteem kan trainen het virus te herkennen. De methode is bekend, maar soms kan het verzwakte virus tot klachten leiden.
Onschadelijk virus waagt zijn leven
Een onschadelijk virus (wit) met het gen voor het spike-eiwit van SARS-CoV-2 laat de lichaamscellen het spike-eiwit (driehoekjes) vormen, zodat het immuunsysteem dit leert kennen. Maar soms bestrijdt het lichaam het onschadelijke virus.
Brokjes virus zijn duur om te maken
Een eiwit van het oppervlak van SARS-CoV-2 wordt rechtstreeks in het lichaam geïnjecteerd, om het immuunsysteem te trainen het virus te herkennen. Het kan echter lastig en duur zijn om voldoende eiwitten te produceren.
RNA-vaccin is snel en nieuw
Het gen (wit) voor het spike-eiwit wordt geïnjecteerd in de vorm van mRNA of DNA. Daardoor gaat het lichaam het eiwit (driehoekjes) maken en leert het immuunsysteem het kennen. De methode is makkelijk en effectief, maar nog gloednieuw.
Omdat BioNTech ervaring had met de mRNA-methode meende Şahin dat een coronavaccin mogelijk moest zijn.
Er was al eerder geëxperimenteerd met mRNA-vaccins, maar het was nog niemand daadwerkelijk gelukt. Het potentiële voordeel was echter duidelijk: een mRNA-vaccin kan binnen een week in het laboratorium worden ontworpen en gemaakt, terwijl dat bij traditionelere vaccins maanden duurt.
Begin februari had BioNTech daardoor al diverse prototypen van het vaccin geproduceerd, die in dieren konden worden getest. Bij resusapen en muizen werden mRNA-moleculen geïnjecteerd, waarna de onderzoekers keken hoe het immuunsysteem van de dieren reageerde en of ze immuun werden voor het coronavirus.
BioNTech zakt terug
Begin april waren de resultaten van de dierproeven binnen en leek niets de vaccinkandidaat met de codenaam BNT162b2 nog in de weg te staan om de race te gaan winnen.
Het mRNA-molecuul van het vaccin zorgde ervoor dat het immuunsysteem het deel van het spike-eiwit aanviel dat op het oppervlak van het coronavirus zit en dat het virus gebruikt om lichaamscellen mee binnen te dringen.
Na één injectie met BNT162b2 gingen de dieren grote hoeveelheden antistoffen en T-cellen aanmaken, die SARS-CoV-2 aanvielen. En het vaccin voorkwam ook dat de dieren longontsteking kregen.
Met die veelbelovende resultaten ging BioNTech de samenwerking aan met het grote Amerikaanse farmaceutische bedrijf Pfizer, en eind april kregen ze van de gezondheidsautoriteiten toestemming voor proeven bij mensen in Duitsland en de VS.
Ondanks de snelheid lagen BioNTech en Pfizer echter niet op kop in de race om de ontwikkeling van een coronavaccin.
Op 22 mei ging het bedrijf AstraZeneca op kop in de race om een vaccin te ontwikkelen.
In de VS waren de bedrijven Moderna en Inovio al volop bezig om vaccins bij mensen te testen. Net als BioNTech gebruikte Moderna mRNA in zijn vaccin, terwijl Inovio DNA gebruikte.
In China testte CanSino Biologics een vaccin op basis van een ongevaarlijk verkoudheidsvirus, dat de lichaamscellen ertoe aanzet het spike-eiwit van het coronavirus te maken.
Ook het Zweeds-Britse AstraZeneca had een vaccin ontwikkeld, volgens hetzelfde principe als dat van CanSino Biologics, en op 22 mei 2020 ging dit vaccin als eerste de laatste fase (fase III) in van het testen bij mensen.
Op dat moment werden er over de hele wereld 19 vaccins getest via proeven op mensen, terwijl 130 andere kandidaten in dieren werden getest. Alleen AstraZeneca bevond zich in fase III, waarbij het vaccin op duizenden mensen wordt getest.
In samenwerking met de universiteit van Oxford in Engeland koos het bedrijf ervoor de proeven uit te voeren in Brazilië, waar het aantal nieuwe coronabesmettingen met de dag steeg. Doordat de 40.000 proefpersonen een hoog risico op besmetting liepen, kon de werking van het vaccin goed worden getest.
Vaccins racen naar de finish
BioNTech en Pfizer gaven het niet op. Ze behaalden goede resultaten in fase I en fase II bij mensen en begonnen in juli aan fase III, met 43.000 proefpersonen in onder meer Duitsland, de VS en Brazilië.
Intussen sloten ze een bindende overeenkomst met de overheden van Groot-Brittannië, de VS en Japan voor de levering van 250 miljoen doses van het vaccin – ook al was nog niet bekend of het zou worden goedgekeurd.
Het vele geld van de verkoop wordt gebruikt voor een gloednieuwe vaccinfabriek, om het enorme aantal leveringen mogelijk te maken.
De resultaten van de proeven waren overweldigend: het vaccin bleek voor meer dan 90 procent effectief.
Begin november gingen BioNTech en Pfizer aan kop in de vaccinwedloop, toen ze als eersten de voorlopige resultaten van hun definitieve fase III-proeven bekendmaakten.
Op dat moment waren in totaal 94 van de 43.000 proefpersonen positief getest op corona. 86 van hen zaten in de placebogroep en waren dus niet gevaccineerd. Slechts acht van de gevaccineerde mensen waren besmet geraakt, en de onderzoekers konden concluderen dat het vaccin meer dan 90 procent effectief is tegen besmetting met SARS-CoV-2.
BioNTech had zijn vaccin binnen een jaar klaar. Tot dat moment was het snelst ontwikkelde vaccin er een tegen de bof uit 1967. Dat werd in vier jaar tijd ontwikkeld.
Het vaccin was een succes. En het resultaat werd zelfs bijgesteld naar 95 procent effectiviteit toen er meer resultaten binnenkwamen.
Slechts een week later meldde Moderna even goede resultaten voor zijn mRNA-vaccinkandidaat. En eind november bereikte AstraZeneca de eindstreep met zijn vaccin, dat weliswaar slechts 70 procent bescherming biedt, maar bij koelkasttemperatuur kan worden bewaard – in plaats van zoals de concurrenten bij -70 °C.
Autoriteiten volgen wedloop
De gezondheidsautoriteiten hadden de grote vaccinwedloop niet passief gevolgd. Normaliter beoordelen ze een vaccin pas als de definitieve resultaten van fase III beschikbaar zijn, maar vanwege de ernst van de situatie kozen ze nu voor een andere strategie, die veel sneller is zonder afbreuk te doen aan de veiligheid.
Deze procedure, die rolling review (doorlopende beoordeling) wordt genoemd, houdt in dat de farmaceutische bedrijven de voorlopige resultaten naar de beoordelingsautoriteiten sturen zodra ze binnenkomen.
Zo krijgen de autoriteiten ver voordat fase III wordt afgesloten een goed beeld van de effectiviteit van de vaccins, eventuele bijwerkingen en andere cruciale resultaten.
Al zes dagen nadat het vaccin was goedgekeurd in de EU, kregen duizenden Europeanen een prik.
Dat geeft de autoriteiten de kans om slechts een paar weken nadat de definitieve resultaten bekend zijn gemaakt tot een weloverwogen besluit te komen. En dat is precies hoe het bij BioNTech en Pfizer ging.
De bedrijven leverden hun definitieve onderzoeksresultaten in op 18 november, waarna het vaccin reeds op 2 december werd goedgekeurd in Groot-Brittannië. Op 11 december volgden de VS en op 21 december keurde ook de EU het goed.
De 90-jarige Britse Margaret Keenan kreeg op 8 december 2020 als eerste het vaccin van BioNTech en Pfizer nadat dit was goedgekeurd.
Op dat moment was alles klaar om de burgers te vaccineren. Het vaccin was al in grote hoeveelheden geproduceerd, de autoriteiten hadden het gekocht en betaald en de hele infrastructuur voor de distributie van het vaccin was gereed.
In de EU kregen daardoor slechts zes dagen na de goedkeuring duizenden Europeanen een prik, waardoor ze veel minder kans hebben om besmet te raken met het coronavirus.
Concurrenten werken samen
In het kielzog van het vaccin van Pfizer en BioNTech werden ook de vaccins van Moderna en AstraZeneca goedgekeurd. En er komen – gelukkig – nog veel meer vaccins aan.
Idealiter wordt de hele wereldbevolking gevaccineerd tegen SARS-CoV-2, en zo veel vaccindoses kan geen enkel bedrijf in zijn eentje binnen afzienbare tijd produceren.
Bovendien zijn de vele vaccins gebaseerd op verschillende principes, waardoor ze elk hun sterke en zwakke punten hebben. Onderzoekers denken dat sommige vaccins mogelijk effectiever zullen zijn bij ouderen, terwijl andere juist jongere mensen beter beschermen.
Evenzo zullen sommige vaccins misschien een zeer goede bescherming bieden voor relatief korte tijd, terwijl andere minder effectief zijn, maar wel jaren bescherming blijven bieden. Dat zal allemaal nog moeten blijken.
Naarmate deze zaken worden opgehelderd, kan de strategie voor de bestrijding van het coronavirus worden verbeterd.
Daarom is er voor onderzoekers, ook nu de vaccins zijn goedgekeurd, nog werk aan de winkel. Ze moeten nauwkeurig bijhouden wie welk vaccin wanneer krijgt en hoeveel mensen er alsnog ziek worden.
De ontwikkelaars van het vaccin dat de race won, Uğur Şahin en zijn team van BioNTech, zijn optimistisch. Şahin denkt dat de pandemie vóór eind 2021 voorbij kan zijn als aan het begin van de herfst een groot deel van de bevolking is gevaccineerd.
In dat geval zal Şahin zijn nieuwe mRNA-wapen richten op andere besmettelijke ziekten. Mogelijke kandidaten zijn hardnekkige tegenstanders als hiv, malaria en griep.