Benachrichtigung aktivieren Dürfen wir Sie in Ihrem Browser über die wichtigsten Nachrichten des Handelsblatts informieren? Sie erhalten 2-5 Meldungen pro Tag.
Fast geschafft Erlauben Sie handelsblatt.com Ihnen Benachrichtigungen zu schicken. Dies können Sie in der Meldung Ihres Browsers bestätigen.
Benachrichtigungen erfolgreich aktiviert Wir halten Sie ab sofort über die wichtigsten Nachrichten des Handelsblatts auf dem Laufenden. Sie erhalten 2-5 Meldungen pro Tag.
Jetzt Aktivieren
Nein, danke

Kampf gegen Infektionskrankheiten Covid, Zika, Krebs: Wie die mRNA-Technologie den Kampf gegen Krankheiten revolutioniert

Die Zulassung in Großbritannien eröffnet der neuen Wirkstoffklasse alle Möglichkeiten. Wie sicher ist das Verfahren, was leistet es – und was nicht?
02.12.2020 - 15:03 Uhr Kommentieren
Das neue Verfahren eröffnet neue medizinische Möglichkeiten. Quelle: Reuters
mRNA-Impfstoff in der Forschung

Das neue Verfahren eröffnet neue medizinische Möglichkeiten.

(Foto: Reuters)

Frankfurt Großbritannien hat dem Impfstoff BNT162b2 von Biontech und Pfizer die Zulassung erteilt. Die Zulassung für den Impfstoff ist nicht nur ein Meilenstein im Kampf gegen die Corona-Pandemie, sondern auch eine Premiere für eine neue Arzneimitteltechnologie. Bisher hat noch nie ein Wirkstoff aus mRNA eine Zulassung erhalten.

Die Medizin wird damit um die völlig neue Wirkstoffklasse der mRNA-basierten Medikamente erweitert. Sie gilt bildlich gesprochen als Software, mit der alles im Körper gesteuert wird. Und in der sehen viele Experten riesiges Potenzial. Denn mittelfristig könnte diese Technologie auch über die Covid-19-Impfstoffe hinaus eine gewichtige Rolle für die Entwicklung neuer Behandlungs- und Präventionsmöglichkeiten spielen.

Doch was können sie, wie sicher sind sie, wie wirken sie? Die wichtigsten Antworten auf Fragen rund um die neue Medikamentenklasse.

Was ist RNA?

Die Abkürzung RNA steht für „ribonucleic acid, die englische Bezeichnung für Ribonukleinsäuren. Dabei handelt es sich um ein Kettenmolekül, sehr ähnlich aufgebaut wie die DNA, das Trägermolekül der Erbinformationen.

Top-Jobs des Tages

Jetzt die besten Jobs finden und
per E-Mail benachrichtigt werden.

Standort erkennen

    RNA besteht aus den Bausteinen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil, wobei die ersten drei Bausteine auch Grundelemente der DNA sind. Die konkrete Funktion der RNA wird dabei durch die Reihenfolge definiert, in der die Einzelbausteine angeordnet sind.

    Welche Rolle spielt RNA im Körper?

    RNA ist ein allgegenwärtiges Biomolekül, das in den Zellen fast aller Lebewesen wichtige Funktionen als Katalysator für diverse biochemische Reaktionen ausübt. Eine zentrale Rolle besteht darin, genetische Informationen in Proteine umzusetzen, zu denen etwa auch Antikörper zählen.

    Die RNA fungiert in diesem Fall als Träger der Geninformationen, aus denen in den Ribosomen der Zellen Proteine gebildet werden. Diese Art der RNA wird daher auch als Boten-RNA oder Messenger-RNA (mRNA) bezeichnet.

    Grafik

    Warum ist mRNA für die Impfstoff- und Medikamentenentwicklung so interessant?

    Das ergibt sich aus der universellen Funktionsweise der mRNA und der Möglichkeit, diese vergleichsweise einfach synthetisch herzustellen. Da mRNA Baupläne transportiert, lassen sich Zellen im Prinzip gezielt auf die Produktion bestimmter Proteine programmieren.

    Vertreter der entwickelnden Unternehmen greifen daher auch zu Analogien aus der Computerwelt: Die DNA ist demnach der Informationsspeicher des Lebens, mRNA die Software, mit der alles gesteuert wird.

    Wie funktioniert das Konzept konkret bei den mRNA-Impfstoffen gegen Covid-19?

    Wie bei allen Impfstoffen geht es darum, das Immunsystem mit Bestandteilen des Erregers, sogenannten Antigenen, zu konfrontieren, um es so auf eine Infektion vorzubereiten. Die mRNA-Impfstoffe leisten das, indem sie den Bauplan für das Spike-Protein des Sars-CoV-2-Virus – mit dem es sich an Körperzellen bindet – in die Muskelzellen transportieren.

    Diese werden dadurch veranlasst, für einen gewissen Zeitraum das Virusprotein zu produzieren, worauf das Immunsystem mit der Bildung von Antikörpern und der Vermehrung von T-Zellen, einer speziellen Klasse von Immunzellen, reagiert. Entsprechend schnell kann der Körper im Ernstfall auf das tatsächliche Virus reagieren.

    Grafik

    Wie unterscheiden sich etablierte Impfstoffe von den mRNA-Vakzinen?

    Klassische Impfstoffe bestehen aus den Erregern selbst, die zuvor abgetötet oder so stark abgeschwächt wurden, dass sie sich nicht mehr vermehren können. Eine andere Variante besteht darin, nur einzelne Proteine oder Proteinfragmente des Erregers zu impfen.

    Die dritte Klasse etablierter Impfstoffe bilden sogenannte Vektor-Impfstoffe. Sie setzen auf ein ähnliches Konzept wie die mRNA-Vakzine, indem sie die Produktion von Virusprotein in den Zellen des Geimpften anregen. Allerdings bestehen die Baupläne in diesem Fall nicht aus RNA, sondern aus DNA. Diese DNA wiederum wird mithilfe harmloser Viren in die Zellen eingeschleust. Diese gentechnisch modifizierten Viren werden als „Vektoren“ bezeichnet.

    Was sind die potenziellen Vorteile von mRNA-Impfstoffen?

    Ein wichtiger Vorteil besteht darin, dass solche Impfstoffe sehr schnell maßgefertigt werden können, sobald die Gensequenz eines Erregers bekannt ist. Sie können im Vergleich zu Impfstoffen aus Virusmaterial oder Proteinen zudem schneller und tendenziell einfacher produziert werden.

    Wie sicher sind mRNA-Impfstoffe?

    In bisherigen Studien mit Covid-Impfstoffen aus mRNA, in die insgesamt rund 75.000 Probanden einbezogen waren, haben sich keinerlei gravierende Sicherheitsprobleme offenbart. Die beobachteten Nebenwirkungen beschränkten sich nach Angaben der Entwicklerfirmen auf impftypische, vorrübergehend auftretende Reaktionen wie Gliederschmerzen, Müdigkeit oder Hautreizungen. Insgesamt werden sie daher als gut verträglich bewertet.

    Was die langfristige Sicherheit angeht, liegen bisher noch kaum Daten vor, da die Studien überwiegend erst im Sommer gestartet sind. Allerdings werden mRNA-Wirkstoffe in anderen Bereichen wie der Krebstherapie schon seit einigen Jahren in kleineren Studien getestet. Auch dort zeigten sich bisher offenbar keine grundlegenden Sicherheitsprobleme in der Substanzklasse.

    Welche Risiken könnten sich aus der Impfung selbst ergeben?

    Einige grundsätzliche Risiken dürften auch für die neuen mRNa-Impfstoffe gelten. Dazu gehört etwa die Möglichkeit der antikörpervermittelten Krankheitsverstärkung. Das heißt: Die im Zuge einer Immunisierung hergestellten Antikörper können – unter bestimmten Umständen – eine Infektionskrankheit sogar verstärken, indem sie das Eindringen von Viren in die Zellen erleichtern oder eine exzessive Immunreaktion auslösen.

    Grafik

    Allerdings gibt es dafür bei den mRNA-Impfstoffen bisher wohl keinerlei Anzeichen. Vielmehr sprechen die Daten dafür, dass sie vor schweren Krankheitsverläufen schützen. In der Biontech-Studie entfielen neun von zehn schweren Krankheitsfällen auf die Placebo-Gruppe. Bei Moderna trat sogar kein einziger schwerer Fall in der Gruppe der geimpften Personen auf.

    Können mRNA-Impfstoffe bei Geimpften Gene verändern?

    Das ist Fachleuten zufolge so gut wie ausgeschlossen. Zwar ist im Zusammenhang mit den mRNA-Produkten oft von genetischen Impfstoffen die Rede. Tatsächlich greifen die mRNA-Abschnitte jedoch auf einer Ebene in den Stoffwechsel der Zellen ein, die den Erbinformationen nachgelagert ist.

    Die mRNA wird zudem nach der Informationsübertragung an die Ribosomen sehr schnell wieder abgebaut. Zwar gibt es theoretisch die Möglichkeit einer Übertragung von Geninformation in die DNA durch eine sogenannte reverse Transkription. Die gilt als äußerst unwahrscheinlich. Zudem würde in diesem Fall, so die Erwartung, die betreffende Zelle vom Immunsystem attackiert, weil sie fortlaufend Virusprotein produziert.

    Warum gibt es bisher noch keine mRNA-Medikamente?

    Die entscheidende Hürde bestand lange darin, mRNA von außen so in die Zellen zu bringen, dass sie dort ihre Wirkung entfalten kann. Denn die angeborene Immunabwehr des Körpers verfügt über diverse Mechanismen, um fremde RNA abzuwehren und zu zerstören. Genau diese Mechanismen, die Impfstoffe nutzen, müssen also zunächst umgangen werden. Im Blutkreislauf und den Zellen gibt es zahlreiche Enzyme, die RNA zersetzen. Das Molekül als Pharmawirkstoff zu nutzen galt daher lange als unmöglich.

    Wie konnten die Impfstoffentwickler diese Hürde überwinden?

    Forscher an Universitäten und in Unternehmen wie Curevac, Biontech und Moderna entwickelten im Laufe der vergangenen beiden Jahrzehnte nach und nach Methoden, mRNA so aufzubereiten, dass sie der Immunabwehr entgehen kann. Sie statten dazu mRNA-Moleküle mit einer Art Tarnung und Schutzmantel aus.

    Dazu werden zum Beispiel einzelne Bausteine der RNA-Stränge modifiziert, an den Enden der RNA-Ketten spezielle Moleküle angehängt, und die RNA wird außerdem mit Lipidmolekülen umhüllt. Sie werden als Lipid-Nanopartikel verpackt.

    Grafik

    Diese Aufbereitungskunst ist eine Kernkompetenz der mRNA-Firmen. Die Modifikation der RNA entscheidet auch darüber, wie gut die Translation, also die Übersetzung in Proteine, funktioniert. Daraus wiederum leitet sich die nötige Dosierung für die Impfstoffe oder andere mRNA-Wirkstoffe ab.

    Warum müssen die mRNa-Impfstoffe teilweise so stark gekühlt werden?

    Das ist vor allem deshalb nötig, um eine vorzeitige Zersetzung der Lipid-Ummantelung zu vermeiden. Aus der Art der Lipid-Partikel ergeben sich letztlich auch die Unterschiede in den Temperaturanforderungen.

    Weil die Umhüllung der mRNA offenbar fragiler ist als bei den Konkurrenzprodukten, muss der Impfstoff Biontechs und Pfizers über längere Zeiträume bei minus 70 Grad aufbewahrt werden, während Moderna und Curevac davon ausgehen, dass ihre Impfstoffe auch bei minus 20 Grad längerfristig stabil sind.

    Wird es bald weitere mRNA-Impfstoffe geben?

    Das ist stark zu vermuten. Bestätigen sich die bisherigen Wirksamkeits- und Sicherheitsdaten der Covid-Vakzine dürfte mRNA in Zukunft künftig sehr intensiv für die Entwicklung weiterer Impfstoffe genutzt werden.

    Manche Experten gehen davon aus, dass die Technologie einen disruptiven Effekt auf den Impfstoffsektor ausüben könnte, indem sie neue Möglichkeiten eröffnet und etablierte Verfahren verdrängt. Schon heute arbeiten Curevac, Moderna und Biontech unter anderem auch an Impfstoffen gegen Influenza, Tollwut und Zika-Infektionen.

    Zudem testen die Unternehmen in diversen klinische Studien mRNA als therapeutische Impfstoffe mit dem Ziel, das Immunsystem gegen Tumorzellen zu aktivieren. Vor allem für Biontech und Curevac war die Onkologie eigentlich das primäre Einsatzfeld für die mRNA-Wirkstoffe. Biontech arbeitet unter anderem an individualisierten Krebsimpfstoffen auf Basis von mRNA.

    In welchen anderen Bereichen könnte mRNA eine Rolle spielen?

    Aufgrund der universellen Funktionsweise der mRNA ist das Einsatzfeld möglicherweise extrem breit. Denn im Prinzip lassen sich mit mRNA nicht nur Impfstoffe, sondern alle möglichen pharmazeutischen Proteine in den Zellen der Patienten erzeugen, darunter auch Substanzen, die mit herkömmlichen Methoden nicht produziert und als Arzneiwirkstoffe in die Zellen gebracht werden können.

    So wurde in ersten Versuchen bereits nachgewiesen, dass mithilfe von mRNA Leberzellen dazu gebracht werden können, bestimmte therapeutische Antikörper zu generieren. Längerfristig bietet sich damit das Potenzial, mRNA als neue Substanzklasse zu etablieren, deren Bedeutung noch weit über die heute bereits etablierten Biotech-Wirkstoffe hinausreicht. Der Erfolg in der Entwicklung von Covid-Impfstoffen stärkt die Zuversicht, dass solche Visionen Realität werden könnten.

    Mehr: Biontech und Pfizer beantragen Impfstoffzulassung für Europa – Auslieferung „innerhalb weniger Stunden“.

    Startseite
    Mehr zu: Kampf gegen Infektionskrankheiten - Covid, Zika, Krebs: Wie die mRNA-Technologie den Kampf gegen Krankheiten revolutioniert
    0 Kommentare zu "Kampf gegen Infektionskrankheiten: Covid, Zika, Krebs: Wie die mRNA-Technologie den Kampf gegen Krankheiten revolutioniert"

    Das Kommentieren dieses Artikels wurde deaktiviert.

    Zur Startseite
    -0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%