by Anaïs

Was ist mRNA? mRNA (Messenger-Ribonukleinsäure) ist eine Art „Abschrift“ der DNA aus dem Zellkern, sodass im Zellplasma Proteine nach dieser Anleitung gebaut werden können. Sie dient der Produktion von körpereigenen Proteinen.

Damit ein Protein entsteht, müssen sogenannte Ribosome einen Bauplan des Proteins haben. Dieser Bauplan ist in der DNA im Zellkern enthalten. Da die Ribosome im Zellplasma sind, wird im Zellkern der entsprechende Abschnitt in mRNA übersetzt, welche dann den Zellkern verlässt, damit die Ribosome im Zellplasma das Protein bauen können. Die mRNA ist im Zellplasma nach ein paar Minuten bis Stunden wieder abgebaut.

mRNA in der Forschung

Um zu verstehen, wie mRNA in der Forschung oder auch beim Impfen eingesetzt werden soll, muss man sich zunächst kurz mit Virusinfektionen und der Immunreaktion des Körpers auseinandersetzen.

Ein Virus ist sehr einfach aufgebaut – er besteht aus einem oder mehreren Molekülen und enthält das eigene Erbgut, welches der Vermehrung dient (also DNA oder RNA). Sie sind keine Lebewesen, da sie keinen eigenen Stoffwechsel (keine Energiegewinnung oder Proteinsynthese) haben. Damit sie sich vermehren können, müssen sie daher andere Zellen befallen: sogenannte Wirtszellen. Die Viren docken an den Wirtszellen an und lassen von diesen ihr eigens Erbgut reproduzieren. Danach stirbt die Wirtszelle und die neuen Viren werden freigesetzt.

Der Körper wehrt sich gegen Viren in einer mehrstufigen Immunreaktion. Zunächst wird die angeborene Immunreaktion – insbesondere auf den Schleimhäuten mit z.B. Antikörpern wie Immunglobulin A aktiv. Wenn sich der Virus weiterhin ausbreitet, kommen die T-Helferzellen ins Spiel: Sie erkennen den Virus und mit der Hilfe von B-Zellen, vermitteln sie welche Antikörper (Immunglobulin G) gebaut werden müssen. Diese Antikörper sind Erreger-speziefisch und dienen auch der Abwehr einer erneuten Infektion. Sie bilden sich jedoch erst nach 2-3 Wochen. Es gibt noch T-Killerzellen – das sind Zellen, die infizierte Wirtszellen töten, um die Ausbreitung des Virus zu verhindern. Bei asymptomatischen Verläufen wurden sie vermehrt festgestellt. Die T-Killerzellen bauen sich recht schnell wieder ab und die T-Helferzellen und B-Zellen gehen in einen Zustand über, der sie zu Gedächtniszellen macht: sie werden bei einer erneuten Infektion wieder aktiv.

Krebsforschung
In der Krebsforschung wird mRNA eingesetzt, um Tumore zu zerstören. Der Einsatz von mRNA ist hier (im Gegensatz zu den Impfstoffen) nicht präventiv, sondern therapeutisch. Vereinfacht gesagt, soll die mRNA dazu führen, dass der Körper Tumorzellen als feindlich und schädlich identifiziert und sich somit gegen sie wehrt – wie bei einer Immunreaktion gegen Viren. Forscher hatten festgestellt, dass Krebspatienten viele T-Zellen in ihrem Körper haben. Bei der Suche nach der Ursache, stellte sich heraus, dass manche Tumorzellen Proteine – sogenannte Neoantigene – freisetzen, die das Immunsystem als fremd identifiziert und bekämpft. Neoantigene entstehen durch Mutationen, wenn sich Tumorzellen teilen. In vielen Krebspatienten werden die Neoantigene allerdings nie im Körper identifiziert, weswegen mit mRNA die Neoantigene im Körper bewusst hergestellt werden, um eine Immunreaktion zu triggern. Die Immunantwort auf Neoantigene scheint außerdem von langer Wirkung zu sein – bis zu 12 Jahre nach dem Krebs haben Patienten noch Antikörper nachweisen können. Wichtig ist allerdings, dass der mRNA Impfstoff für jeden Patienten individuell gebaut werden muss. Hierfür wird der / ein Teil des Krebs chirurgisch entfernt und dort wird der Aufbau der Tumorzellen und Neoantigene untersucht.

mRNA Impfstoffe

mRNA Impfstoffe bestehen aus im Wesentlichen 2 Bestandteilen: der mRNA und Lipid-Nanopartikeln (kurz LNP), die die empfindliche mRNA schützen und bis zur Zelle bringen.

Wirkungsweise
mRNA Impfstoffe funktionieren ähnlich wie sich ein Virus im Körper vermehrt. Die mRNA wird bis zur Zelle transportiert. Sie ist sehr instabil und daher wird sich von LNP geschützt. Wenn sie in einer Zelle ist, fangen Ribosome an, sie zu übersetzen und Protein zu verwandeln. Sie behandeln die Impf-mRNA gleich wie die körpereigene mRNA aus dem Zellkern. Diese Proteine haben eine ähnliche / dieselbe Oberflächenstruktur (Spikes) wie der Virus und werden dann vom Körper als fremd erkannt. Somit kann eine Immunreaktion erfolgen.

Vorteile
Momentan sind die Impfstoffe – da es eine sehr neue Technologie ist, noch etwas teurer. Aber grundsätzlich sind die Impfstoffe in der Herstellung sehr einfach. RNA kann sehr leicht synthetisiert werden. Außerdem kann der Impfstoff / die mRNA leicht angepasst werden und somit schnell auch neue Viren abdecken. Die einfache Produktion ermöglicht auch das Impfen vieler Personen in einem kurzen Zeitraum. Die Wirksamkeit von mRNA Impfstoffen wurden in der Coronapandemie auch gezeigt (wenn auch die Dauer des Schutzes noch offen ist).

Nachteile
Es gibt einige Nachteile, die nicht zu vernachlässigen sind. Zum einen sind die Langzeitfolgen der Impfung unklar. Auch wenn wissenschaftlich oder aus theoretischer Sicht nichts passieren sollte, ist nicht ausgewertet, dass nichts passiert. Einige Nebenwirkungen wurden auch schon ergänzt oder werden jetzt erforscht. Zudem sind einige Minderheiten bei Studien vernachlässigt worden, sodass z.B. schon festgestellt wurde, dass die doppelte Impfung bei Autoimmunerkrankten weniger zuverlässig wirkt. Ein weiterer Punkt ist, dass der Impfstoff schon seit 3 Jahrzehnten in der Forschung ist, bisher aber keine Zulassung erhalten hatte - nicht einmal für die Tier-Impfung. Neben der Wirkung von mRNA ist es auch das erste Mal, dass Menschen LNP injeziert bekommen. Außerdem kann LNP einen anaphylaktischen Schock (allergische Reaktion) hervorrufen, wird aber momentan auch als Ursache für entzündliche Symptome nach der Impfung untersucht. Ein weiterer Nachteil ist, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Impfstoffen ist die Lieferung und Verteilung von mRNA aufgrund der aufwendigen Kühlung schwierig.

Schlussendlich überwiegt bei der Entscheidung der Verimpfung einer mRNA Impfstoffes ein allgemeines Risiko-Nutzen Abwägen.