Zondag 20/09/2020

CoronacrisisVaccin

Jagen op het coronavaccin: Een blik achter de schermen bij Johnson & Johnson

Weten­­schappers van het Center for Virology and Vaccine Research in Boston gingen in de strijd tegen het coronavirus een samen-werking aan met Johnson & Johnson.Beeld NYT

Zowel in Europa als in de Verenigde Staten zijn wetenschappers verwikkeld in een race naar een vaccin. Het moet een antwoord bieden op de grip die het coronavirus op de wereld heeft.

In maart reed Noe Mercado elke werkdag in alle vroegte door de verlaten straten van Boston naar een groot glazen gebouw in de Blackfan Circle, het hart van de biotechsite in de stad. De meeste inwoners bleven binnen vanwege het coronavirus, maar Mercado oefende een essentieel beroep uit: zoeken naar een vaccin tegen een nieuwe, verwoestende ziekteverwekker.

Hij zette zijn auto in de ondergrondse parkeerruimte, deed een mondmasker op en nam de lift naar de tiende verdieping, om zich bij een kleine onderzoeksgroep van het Center for Virology and Vaccine Research van het Beth Israel Deaconess Medical Center te voegen. Mercado ging op zoek naar tekenen van het virus in neusuitstrijkjes van tientallen apen.

De dieren waren ingespoten met experimentele vaccins die Mercado mee had ontwikkeld. De apen waren vervolgens blootgesteld aan het coronavirus, en nu probeerde Mercado te achterhalen of een van de vaccins hen had beschermd. Op een ochtend, nadat hij alle data in een softwareprogramma had ingebracht, deed een van de grafieken zijn hart sneller slaan. Sommige vaccins, zo bleek, hadden gewerkt.

Mercado bracht het lab enthousiast op de hoogte. Er kwamen uiteraard geen knuffels en high fives aan te pas. En de euforie was van korte duur: een vaccin maken vergt enorm veel geduld en aandacht voor detail – en je moet rekening houden met jammerlijke mislukkingen. “Ja, ik was enthousiast, maar dacht ook al aan de volgende stap”, herinnert Mercado zich later. “Wat als er niets van komt?”

Het coronavirus heeft wereldwijd inmiddels meer dan 19 miljoen mensen besmet, 731.000 mensen zijn eraan gestorven, miljoenen mensen kunnen volgen. De enige hoop op bescherming op de lange termijn, de enige kans op een terugkeer naar het gewone leven, is een effectief vaccin.

In januari lieten onderzoekers van het vaccincentrum alles vallen waar ze op dat moment mee bezig waren om op zoek te gaan naar dat vaccin. De man die alles in goede banen moet leiden, is Mercado’s baas, dr. Dan Barouch, de directeur van het centrum en een van de meest gerenommeerde vaccinmakers ter wereld.

De ploeg staat op het punt een belangrijke volgende stap te zetten. Janssen Pharmaceutica, een afdeling van Johnson & Johnson, werkt met het team van Beth Israel samen om een coronavirusvaccin te maken dat voortbouwt op een ontwerp dat Barouch en zijn collega’s tien jaar geleden ontwikkelden. Deze week begon het bedrijf uit Beerse met klinische tests op mensen. Het team van Barouch gaat snel van start met tests in Boston.

De voorbije zes maanden waren één grote waas van lange weken en late avonden, van strikte veiligheidsmaatregelen en schaarse middelen in het lab. “De omvang van de operatie was veel groter dan we ooit meegemaakt hebben in precoronatijden”, zegt Barouch.

1 ziekte, 135 testvaccins

In de hele wereld zijn onderzoekers bezig met de ontwikkeling van een vaccin. Sommigen doen het op basis van dode virussen, anderen op basis van eiwitfragmenten en DNA-strengen. Aan het begin van de zomer zaten 135 vaccins in een preklinische testfase, meer dan 30 vaccins werden klinisch getest op mensen. Nooit eerder werden zo veel vaccins zo snel getest voor slechts één ziekte.

Barouchs team in Boston voert sinds januari experimenten uit in cellen en bij apen. Onderzoekers van Janssen in Nederland gaan verwoed op zoek naar een recept om nieuwe vaccins in enorme hoeveelheden aan te maken. Ze produceren nu al een massa vaccins voor klinische tests.

Als het vaccin in initiële tests veilig blijkt, dan gaat in september een onderzoek van start om de efficiëntie ervan te testen. Als dat experiment met succes afgerond wordt, dan zal Johnson & Johnson in januari een noodvoorraad van honderden miljoenen dosissen produceren. Verder in 2021 wil het bedrijf tot 1 miljard dosissen aanmaken.

Hoewel Johnson & Johnson een van de grootste bedrijven ter wereld is, met een marktkapitalisatie van meer dan 370 miljard dollar, toch is het een relatief kleine speler op de vaccinmarkt. Op 1 juli keurde de Europese Commissie zijn ebolavaccin goed. Vaccins voor andere aandoeningen zitten nog in de klinische testfase.

Niettemin heeft de Amerikaanse overheid Johnson & Johnson 456 miljoen dollar ter beschikking gesteld, via Operation Warp Speed van de regering-Trump. Zelf investeert het bedrijf 500 miljoen dollar in het coronavirusproject.

Barouch en zijn collega’s finaliseren op dit moment de formule voor apen. In de komende maanden zullen ze stilaan ook uitzoeken hoe mensen reageren op de inspuiting.

Het is een monumentale taak om een vaccin te ontwikkelen tegen een ziekteverwekker waarover niemand nog geen jaar geleden gehoord had. Maar Barouch heeft hoop: “Ik ben nu zelfs optimistischer dan ik een paar maanden geleden was.”

Op 10 januari was Barouch gastheer voor de jaarlijkse bijeenkomst van het lab op de bovenste verdieping van het Museum of Science in Boston. Aan het eind van de vergadering hadden ze het over een mysterieuze cluster van 41 gevallen van longontsteking in Wuhan in China. “41 gevallen leek op dat moment heel veel”, zegt Barouch.

De nieuwe gevallen deden hen denken aan het ‘severe acute respiratory syndrome’ (SARS), een ziekte die veroorzaakt wordt door een coronavirus, die in 2002 in China was opgetreden en zich naar 29 landen verspreid had. In totaal 8.096 mensen werden besmet, 73 stierven eraan. Chinese wetenschappers hadden nog maar net laten weten dat een nieuw coronavirus actief was.

“We vonden dat het een goed idee was daar een vaccin voor te ontwikkelen”, herinnert Jinyan Liu, een wetenschapper van het centrum, zich. Maar zolang ze niet meer informatie over het virus kregen, was er weinig dat ze konden doen.

Alles veranderde die avond. Om 21.41 uur stuurde dr. Kathryn Stephenson, de directeur van de afdeling klinisch onderzoek van het centrum, via haar iPhone een korte e-mail naar Barouch: “Dit werd vandaag bekendgemaakt – zag iemand ernaar doorlinken op Twitter.”

De link schakelde door naar een voor iedereen toegankelijke virologiewebsite waar in China werkende wetenschappers een file hadden gepubliceerd met de gehele genetische code van het nieuwe coronavirus. “Voel u vrij om de data te downloaden, te delen, te gebruiken en te analyseren”, schreef Yong-Zhen Zhang, een professor aan de Fudan-universiteit in Sjanghai en het hoofd van het consortium.

Vijf minuten later mailde Barouch Liu, Mercado en Zhenfeng Li, een onderzoeksassistent in het centrum. “Kan iemand van jullie de code van het coronavirus uit de file halen?” Al snel verdiepten de vier wetenschappers zich over de sequentie, een reeks van 30.000 genetische letters die niemand van hen ooit in die volgorde had gezien. “We werkten vrijdag, zaterdag en zondag, dag en nacht”, zegt Liu.

Aan het eind van het weekend hadden ze een redelijk goed idee van waar ze mee geconfronteerd werden, en hoe ze het potentieel konden verslaan. Maandag keerden de wetenschappers terug naar hun lab, om zich te werpen op het meest ambitieuze project dat ze ooit ondernomen hadden.

Toch moesten de onderzoekers niet van nul beginnen. Ze zouden zich baseren op een draaiboek dat Barouch al twintig jaar aan het schrijven was. In 2004, toen Barouch zijn eerste lab aan de Harvard Medical School oprichtte, had hij al een reputatie opgebouwd als ambitieuze jonge onderzoeker. Hij stelde al meteen een duizelingwekkend doel voorop: een vaccin tegen hiv, het virus dat aids veroorzaakt. Dat virus was in 1983 ontdekt, maar twee decennia van vaccinonderzoek leidden tot de ene ontgoocheling na de andere. De gebruikelijke manier om het immuunsysteem aan te leren een virus te herkennen schoot tekort op het vlak van hiv.

Barouch besloot iets anders te doen: een vaccin gebaseerd op een ander virus. Ze kozen voor adenovirus serotype 26 – kortweg Ad26 –, een betrekkelijk zeldzaam virus dat een lichte verkoudheid veroorzaakt maar heel effectief menselijke cellen binnendringt.

Om het vaccin te creëren werkten ze samen met Crucell, een Nederlands bedrijf dat Johnson & Johnson in 2011 gekocht had. De onderzoekers manipuleerden het Ad26-virus zodat het de cellen wel kon binnendringen, maar zich eenmaal binnen niet vermenigvuldigde. Vervolgens voegden ze een gen van hiv toe. Cellen besmet met Ad26 maakten hiv-eiwitten aan die in de bloedstroom terechtkwamen en zo het immuunsysteem activeerden.

Bij experimenten op apen bood het vaccin bescherming tegen hiv. Bij tests op mensen bleek het vaccin veilig en wekte het een hevige immuunreactie tegen het virus op. Maar de tests die moeten vaststellen of het daadwerkelijk tegen het virus beschermt zijn nog bezig.

In 2016, tijdens de zika-epidemie, herwerkten Barouch en zijn collega’s het Ad26-vaccin om virale eiwitten voor zika te maken. Tests toonden aan dat het vaccin veilig was bij mensen en een immuunreactie teweegbracht, maar het project werd stilgelegd toen de zika-epidemie wegebte.

Grotere dreiging

Toen het nieuwe coronavirus in januari om zich heen begon te grijpen, wist het lab hoe het een vaccin voor een plotse uitbraak moest ontwikkelen. Het kwam er nu op aan uit te zoeken hoe het nieuwe virus aangevallen kon worden. Eerder onderzoek voor SARS en andere coronavirussen maakte duidelijk welke keuze ze moesten maken. Ze zouden het immuunsysteem activeren door de zogenaamde spike-eiwitten aan te vallen die zich op de oppervlakte van het nieuwe coronavirus bevinden.

Maar naarmate januari verstreek, begon Barouch te beseffen dat Covid-19 een veel grotere dreiging dan SARS was. “We zouden het virus geen halt kunnen toeroepen met de traditionele maatregelen op het vlak van de openbare gezondheidszorg”, zegt Barouch. “Het was absoluut duidelijk dat we een vaccin nodig hadden.”

Hij mailde met Johan Van Hoof, hoofd vaccins bij Janssen. “Ik schrijf je omdat de uitbraak van het coronavirus in China niet te best oogt. Geïnteresseerd om een snel op Ad gebaseerd vaccin te maken, zoals we in 2016-2017 deden voor zika?” Twee minuten later kwam het antwoord van Van Hoof. “Kunnen we bellen?” Vier dagen later ondertekenden ze een overeenkomst om samen te werken.

Voor het Center for Virology and Vaccine Research werken tientallen onderzoekers, gaande van doctors in de geneeskunde, vooraanstaande wetenschappers, postdoctorale onderzoekers, studenten die specialiseren en pas afgestudeerde werknemers. Barouch schoof andere projecten voor hiv en andere ziekten aan de kant en deelde het werk op om efficiënt naar een vaccin voor het nieuwe coronavirus toe te werken.

Mercado en zijn collega’s hielden zich bezig met kopieën van het coronavirusgen dat de productie van zijn spike-eiwit aanstuurt. Ze selecteerden tien varianten om na te gaan welke ervan de beste immuunrespons opwekt.

Ondertussen werkte Katherine McMahan, een onderzoeksassistent in het centrum, voor een team dat een test moest bedenken voor de antistoffen tegen het spike-eiwit bij de dieren die het vaccin toegediend zouden krijgen. Ze werkte er zo goed als dag en nacht aan.

Eind februari spoten onderzoekers de spike-genen in bij muizen. Vervolgens bezorgden ze McMahan bloed van de dieren. De test van McMahan gaf aan dat ze inderdaad antistoffen tegen het virus aanmaakten. McMahan was bijna in tranen. “We kregen het gevoel dat dit een oorlog was die we konden winnen.”

Maar buiten het lab heerste niet meteen het gevoel dat een oorlog op til was. Ze drong er bij familie en vrienden op aan voedsel en andere voorraden in te slaan, met weinig succes. “Velen pasten voor het doemscenario”, zegt ze. “Je zegt: ‘Je moet dit echt wel ernstig nemen’, maar dat wordt weggewuifd.”

Al snel begonnen zwaar zieke mensen met Covid-19 toe te stromen in ziekenhuizen in Boston, en de stad ging geleidelijk op slot. Barouchs team schakelde over van onderzoek op muizen op onderzoek op apen.

Beeld NYT

De neusuitstrijkjes van Mercado brachten aan het licht dat sommige versies van het vaccin de apen maar gedeeltelijk beschermden. Andere werkten dan weer beter. De onderzoekers meldden in het wetenschappelijk tijdschrift Science dat ze geen spoor van het virus aantroffen in acht van de 25 apen die experimentele vaccins hadden gekregen.

Die resultaten gaven Barouch hoop dat een van de vaccins van zijn team – of een vaccin ontwikkeld door een andere onderzoeksgroep – weleens zou kunnen werken. Er werden meer apen met het Ad26-virus ingespoten, dat nu het spike-gen kon aanmaken. Barouch voorspelt dat dit vaccin meer antilichamen kan opwekken dan de prototypes.

Het experiment zal ook cruciale informatie opleveren over hoe het immuunsysteem reageert op het Ad26-vaccin. Sommige vaccins bieden vooral bescherming door het lichaam te stimuleren om antilichamen aan te maken die het virus aanvallen. Andere kunnen op virussen jagende immuuncellen een impuls geven om mee de aanval in te zetten.

De resultaten van die laatste experimenten worden over een paar weken gepubliceerd.

Ondanks de vooruitgang die Barouch en zijn team boeken, is niet iedereen overtuigd van de mogelijkheden van het Ad26-vaccin. John Moore, een viroloog aan Weill Cornell Medical College in New York, zegt dat andere types vaccin die getest werden bij dieren meer antistoffen opleverden. Die vaccins, bestaande uit virale eiwitten, zijn voor hem de geprefereerde manier om het coronavirus te bestrijden. Zes bedrijven testen op dit moment de veiligheid van proteïnevaccins bij mensen. “Dat is toch wat ik zou doen”, zegt Moore. “Nogal wiedes, zou ik zeggen.”

Massa’s cellen

Een nadeel van de proteïnevaccins is dat het langer duurt om grote hoeveelheden aan te maken. Andere vaccins, zoals Ad26 van Johnson & Johnson, zullen er sneller zijn. Moore geeft toe dat ze best goed genoeg kunnen werken om enige bescherming te bieden. In dat geval is er misschien geen nood aan een beter maar trager vaccin. “Als plan A werkt, dan heb je geen plan B nodig”, zegt Moore.

Terwijl Barouch en zijn team de vaccins aan het testen waren in de Verenigde Staten, bereidde een team van Johnson & Johnson zich voor op de productie ervan in Nederland. Ze hebben ervaring met Ad26, dat ze gebruikten om vaccins voor hiv, ebola en andere virussen te maken.

Voor de productie van een Ad26-vaccin moet je een adenovirus aanpassen en vervolgens in grote hoeveelheden aanmaken. Maar Ad26 vermenigvuldigt zich niet in gewone cellen. Het moet speciaal ontworpen cellen besmetten. Technici van Johnson & Johnson produceren massa’s van zulke cellen in enorme vaten gevuld met een brij die rijk is aan voedingsstoffen, die op een constante temperatuur gehouden wordt en die regelmatig omgeroerd wordt om zuurstof op te nemen.

“Dat doen we om de cellen een tevreden en comfortabel gevoel te geven”, zegt Paul Ives, directeur geneesmiddelenontwikkeling bij Janssen.

Als de massa cellen voldoende groot is, besmetten Ives en zijn collega’s ze met de gemodificeerde Ad26-virussen. Elke cel scheidt duizenden nieuwe virussen uit, die weggehaald en gezuiverd worden om gebruikt te worden als vaccin.

Ives en zijn collega’s selecteerden onlangs het beste virus voor het vaccin, dat hun ‘masterviruszaad’ wordt en gebruikt zal worden voor de klinische testfase. Als die tests aantonen dat het vaccin werkt, dan zal de fabriek het masterviruszaad gebruiken om een noodvoorraad aan te leggen die begin 2021 verdeeld kan worden. “We kunnen theoretisch 300 miljoen vaccins produceren”, zegt Paul Stoffels, chief scientific officer bij Johnson & Johnson.

Het bedrijf is een partnerschap aangegaan met een Amerikaanse vaccinproducent, en bouwt ook twee productiefaciliteiten in Azië en Europa, “zodat we in staat zijn meer dan een miljard vaccins te produceren”, zegt Stoffels.

Voorlopig weet niemand echter of het vaccin echt zal werken. Barouch en zijn collega’s maken zich klaar om het Ad26-vaccin eind juli in te spuiten bij honderden vrijwilligers in Boston. De onderzoekers willen niet alleen achterhalen of het vaccin veilig is, maar zullen ook kijken naar de antilichamen die het opwekt bij de vrijwilligers. Als de tests veelbelovende resultaten opleveren, dan komt er een grotere testronde in het najaar.

Barouch en zijn collega’s plannen ook een derde ronde van experimenten op apen. Ze willen ze injecteren met antilichamen tegen het virus en ze vervolgens besmetten. Door verschillende apen verschillende doses te geven hopen de onderzoekers erachter te komen hoeveel antilichamen een mens nodig heeft om Covid-19 te voorkomen.

En dus blijven Barouch en zijn mensen nachten en weekends doorwerken. “Ik heb een reeks post-its op mijn bureau liggen met de dagelijkse aantallen doden door Covid-19”, zegt McMahan. “Als ik me uitgeput voel, kijk ik er eens naar.”

© The New York Times

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234