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Herkömmliche Impfstoffe
Um zu verstehen, weshalb mRNA-Impfstoffe so interessant sind, muss man zunächst wissen, wie herkömmliche Impfstoffe funktionieren.
Bei herkömmlichen Impfstoffen wird ein abgeschwächtes Virus oder ein Stück der Virus-Proteinhülle in den Körper injiziert. Daraufhin erkennt das Immunsystem das fremde Protein und produziert spezialisierte Proteine, sogenannte Antikörper, welche den Körper vor Infektionen schützen. Das Problem bei herkömmlichen Impfstoffen ist jedoch, dass ihre Herstellung sehr viel Zeit in Anspruch nimmt.
Vor etwa 30 Jahren begannen Wissenschaftler:innen, nach Möglichkeiten zu suchen, den Herstellungsprozess von Impfstoffen zu vereinfachen, und die Theorie für mRNA-Impfstoffe war geboren.
Was sind mRNA-Impfstoffe?
RNA ist eine Form des genetischen Materials. mRNA wird zu den RNA Molekülen gezählt und wird für die Proteinproduktion benötigt. Im Wesentlichen übermittelt mRNA den Proteinbauplan aus den Genen an die Orte, an welchen Proteine hergestellt werden.
Wenn man hört, dass mRNA für die Produktion von Proteinen verantwortlich ist, fragt man sich vielleicht, ob mRNA-Impfstoffe die DNA verändern. Es ist jedoch so, dass sobald eine Zelle die Herstellung der jeweiligen Proteinen abgeschlossen hat, die mRNA direkt im Anschluss abgebaut wird. Die mRNA befindet sich also nie im Zellkern und verändert folglich die DNA nicht.
Bei mRNA-Impfstoffen wird ein Stück mRNA eingeführt, das dem Bauplan eines viralen Proteins entspricht. In der Regel handelt es sich um ein kleines Stück eines Proteins, das sich auf der äusseren Membran des Virus befindet. Menschliche Zellen sind dann in der Lage, dieses Protein anhand des mRNA-Bauplans zu produzieren.
Herstellung von mRNA-Impfstoffen
Der erste Teil der mRNA-Impfstoffe, die Herstellung der mRNA selbst, war ein relativ einfach zu verstehender Prozess.
Der zweite Teil, die Injektion der mRNA in die Zellen des Körpers, hat jedoch 30 Jahre gedauert. Wissenschaftler:innen mussten zuerst einen Weg finden, um die mRNA vor den Chemikalien in unserem Körper zu schützen, die sie zerstören können. Dann mussten sie einen Weg finden, die mRNA so zu modifizieren, dass die Injektion nicht zu einer unzureichenden oder zu heftigen Reaktion des Immunsystems führte. Ausserdem mussten sie herausfinden, wie die Zellen des Immunsystems dazu gebracht werden können, die mRNA aufzunehmen, wenn diese im Blut vorüberzieht.
Derzeit sind die einzigen zugelassenen mRNA-Impfstoffe diejenigen gegen SARS-CoV-2. Forscher untersuchen jedoch bereits alternative Verwendungsmöglichkeiten für mRNA-Impfstoffe, zum Beispiel für andere Infektionserreger wie das Zika-Virus, Ebola und Influenza oder zur Behandlung von Krebs.
Der Vorteil der Zeit
Bislang war noch nie ein neuer Impfstoff in weniger als vier Jahren entwickelt worden. Für den COVID-19-Impfstoff konnten das Vereinigte Königreich und die USA jedoch einen mRNA-Impfstoff bereitstellen, der nur 11 Monate nach der Entdeckung des Virus wirksam und sicher verträglich war.
Diese Art von Umschwung bei Impfstoffen war bisher unbekannt, aber sie öffnet eine sehr interessante Tür, um Virusinfektionen schnell in den Griff zu bekommen.
Natürlich löste diese schnelle Entwicklung auch einige Bedenken hinsichtlich der Sicherheit des Impfstoffs aus. Wir dürfen jedoch nicht vergessen, dass die Entwicklung dieser mRNA-Impfstoffe ein 30 Jahre andauerndes Projekt war. Diese Impfstoffe wurden nicht einfach "zusammengewürfelt", sondern haben alle Tests durchlaufen, die jeder andere Impfstoff auch durchlaufen musste. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Herstellung nur Wochen dauerte, was bedeutet, dass die Tests schneller beginnen konnten.
mRNA-Impfstoffe: Die Zukunft der Medizin
Es hat lange gedauert, bis mRNA-Impfstoffe Realität wurden. Angesichts ihrer schnellen Herstellung beim Einsatz gegen Viren und ihrer potenziellen Anwendung in anderen Bereichen ist allerdings klar, dass sich mRNA-Impfstoffe ihren Platz in der Zukunft der Medizin gesichert haben.
Referenzen
- Jain S, Venkataraman A, Wechsler ME, Peppas NA. Messenger RNA-based vaccines: Past, present, and future directions in the context of the COVID-19 pandemic. Adv Drug Deliv Rev. 2021 Oct 9;179:114000. doi: 10.1016/j.addr.2021.114000. Epub ahead of print. PMID: 34637846; PMCID: PMC8502079.
- Verbeke R, Lentacker I, De Smedt SC, Dewitte H. The dawn of mRNA vaccines: The COVID-19 case. J Control Release. 2021 May 10;333:511-520. doi: 10.1016/j.jconrel.2021.03.043. Epub 2021 Mar 30. PMID: 33798667; PMCID: PMC8008785.
- The tangled history of mRNA vaccines. (2021). Retrieved 8 August 2022, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-02483-w