mRNA-Impfstoffe – Revolution in der Medizin?

Jannis Ulke - Freitag, 26.11.2021
Eine Spritze mit dem Etikett

Impfstoffe gegen alle Infektionskrankheiten aus dem mRNA-Drucker: Seit der Corona-Pandemie hoffen viele auf die Technologie. Hält sie, was sie verspricht?

Kaum ein Jahr, nachdem die WHO im März 2020 die COVID-19-Pandemie ausgerufen hatte, standen schon die ersten Impfstoffe zur Verfügung. Nie zuvor wurde ein Impfstoff derart schnell zugelassen. Zum ersten Mal kam dabei die neue mRNA-Technologie zum Einsatz – inzwischen bei Milliarden Menschen. Mit einer Effektivität von über 90% erweisen sich die beiden verfügbaren mRNA-Impfstoffe als äußerst wirkungsvoll. 

Die Impfstoffentwickler Moderna und BioNTech gehören plötzlich zu den wertvollsten Pharmaunternehmen der Welt. Sie forschen schon seit Jahren an der mRNA-Technologie und sind fest davon überzeugt, damit die Medizin revolutionieren zu können. In naher Zukunft könnte nach Schätzungen des BioNTech-Gründers Uğur Şahin jedes dritte neu zugelassene Medikament auf mRNA basieren, etwa gegen Infektionskrankheiten und sogar Krebs. Doch wie funktionieren diese Impfstoffe – und wie viele von ihnen werden wir wirklich noch sehen?

Als Botensubstanz stellt die mRNA (engl.: messenger ribonucleic acid) die genetische Information für den Aufbau von Proteinen bereit. Die neuen Impfstoffe machen sich dieses Prinzip zunutze: So übermittelt die COVID-19-Impfung unseren Zellen den Bauplan des SARS-CoV-2-Spikeproteins in Form einer mRNA-Sequenz. Der Körper stellt dann selbst das Virusprotein her, bildet daraufhin spezifische Antikörper und erlangt so Immunität gegen das Virus. 

Um die Stabilität der mRNA-Moleküle zu verbessern und deren Aufnahme in die Zellen zu gewährleisten, werden sie meist in sogenannte Lipidnanopartikel (LNPs) verpackt. Diese speziellen Transportvehikel führen darüber hinaus zur Verstärkung der Immunantwort, was die Wirkung des Impfstoffes nochmals verbessert. Mit der Kombination aus mRNA und LNPs wurde eine Plattform-Technologie geschaffen, die es theoretisch ermöglicht, jede beliebige Information zu verimpfen. 

Im Vergleich zu anderen Impfstofftechnologien bieten mRNA-Vakzine deutliche Vorteile: So kam es bei abgeschwächten Lebendimpfstoffen in der Vergangenheit immer wieder zu tragischen Zwischenfällen, etwa der Reversion zur virulenten Form beim oralen Polio-Impfstoff. Auch ist der Einsatz bei Immunkompromittierten nur eingeschränkt möglich. Inaktivierte Impfstoffe sind in der Regel weniger wirksam und Protein-Impfstoffe benötigen Adjuvanzien zur Verstärkung der Immunantwort. Zudem dauert die Herstellung konventioneller Impfstoffe, beispielsweise der saisonalen Grippeschutzimpfung, oft etliche Monate, da hier lebende Systeme wie Hühnereier oder Zellkulturen verwendet werden. mRNA-Impfstoffe sind hingegen sicher in der Anwendung und lassen sich schnell, einfach und relativ günstig synthetisch herstellen. 

Derzeit entwickelt das Unternehmen Curevac zudem sogenannte mRNA-Drucker. Die kleinen Maschinen könnten künftig mRNA-Vakzine überall auf der Welt herstellen – unabhängig von Großanlagen. Besonders in Ländern des Globalen Südens, die oft von der Produktion und Lieferung anderer Staaten abhängen, könnte man somit schnell auf Epidemien reagieren und den Impfstoff direkt vor Ort selbst herstellen. Das wäre mit konventionellen Impfstoffen kaum möglich. Auch wenn Curevac mit seinem eigenen COVID-19-Impfstoff vorerst gescheitert ist, bleibt es also spannend um den deutschen mRNA-Pionier. 

Inzwischen gibt es kein großes Pharmaunternehmen mehr, das noch nicht an der mRNA-Technologie forscht: Zurzeit werden zahlreiche Impfstoffe auf mRNA-Basis gegen eine Vielzahl von Infektionskrankheiten entwickelt. Vielversprechende Kandidaten gegen Influenza, HIV, das Zikavirus, Tollwut und RSV befinden sich schon in der Erprobung am Menschen. Außerdem werden unter anderem mRNA-Vakzine gegen Malaria, Hepatitis C, EBV, Nipah-Virus, Lyme-Borreliose und Tuberkulose entwickelt. Frühere Versuche, Impfstoffe gegen die entsprechenden Erreger zu entwickeln, sind immer wieder gescheitert. Es gibt guten Grund zur Hoffnung, dass zumindest einige der mRNA-Impfstoffkandidaten effektiv sein werden. Sie könnten jedes Jahr Millionen Menschen vor Krankheit und Tod schützen. 

Zudem haben mRNA-Impfstoffe auch für die Behandlung zahlreicher Tumorarten großes Potenzial. Viele Fachleute sehen in ihnen eine präzise Antwort auf die neuen Erkenntnisse der Krebsforschung, denn jeder Tumor enthält eine individuelle Kombination aus verschiedensten Genmutationen. Impft man Patient:innen mit einem individuell zugeschnittenen mRNA-Vakzin, bringt man den Körper dazu, die oberflächlichen Tumorproteine herzustellen und eine Immunantwort gegen diese Strukturen auszulösen. Im Idealfall würden die Tumorzellen so gezielt beseitigt und die Erkrankten geheilt. Ein möglicher Impfstoffkandidat wird derzeit an Menschen mit fortgeschrittenem Melanom getestet.

Bei aller Euphorie ist jedoch zu bedenken, dass BioNTech und Moderna mit dem COVID-19-Impfstoff bisher jeweils nur ein Produkt auf dem Markt haben, Curevac noch keines. Potenzielle mRNA-Drucker zur schnellen Produktion von Impfstoffen helfen auch nur dann weltweit, wenn Patente die Verfügbarkeit der Vakzine nicht zu stark einschränken. Das verdeutlicht nicht zuletzt die aktuelle Pandemie.

Zudem gelten die strengen Regeln bei der Impfstoffzulassung auch für die neuen mRNA-Vakzine – die allermeisten Impfstoffe scheitern in klinischen Studien am Menschen. Die Entwicklung eines Impfstoffes gegen Krebs ist zudem ungleich schwieriger als gegen die meisten Infektionskrankheiten. Tumoren sind sehr wandlungsfähig und verfügen über komplexe Mechanismen, um dem Immunsystem zu entkommen. Die letzten 20 Jahre intensiver Forschung haben bisher keine mRNA-basierte Krebsimpfung zur Marktreife gebracht. Ob die neue Technologie einen Paradigmenwechsel in der Medizin einläutet, werden die nächsten Jahre zeigen. Die Corona-Pandemie hat das enorme Potenzial dieser neuen Technologie jedenfalls unter Beweis gestellt.

Welche Impfstoffe es gibt und wie sie funktionieren, ist im entsprechenden AMBOSS-Kapitel zu finden inklusive der mRNA-Impfstoffe.