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RNA als neuartiger Wirkmechanismus für Impfstoffe

Mit dem Start der Impfungen in Europa geht die Pandemiebekämpfung in die nächste, wohl entscheidende Phase. Weltweit wird viel Hoffnung auf die neuen Impfstoffe gegen das Coronavirus gesetzt. Insbesondere die mRNA-Impfstoffe der Unternehmen BioNTech/Pfizer und Moderna erfahren in Zuge dessen viel Aufmerksamkeit. Im Dezember 2020 wurde das BioNTech/Pfizer Präparat BNT162b2 als weltweit erster Impfstoff auf Basis von Ribonukleinsäure (RNA) zugelassen.

Im Rahmen der Impfung werden dem Körper Antigene zugeführt, die dann zu einer Reaktion des körpereigenen Immunsystems führen, wodurch eine Immunisierung gegen den Krankheitserreger erzielt werden soll. In der Regel werden den Impfstoffpräparaten Adjuvantien beigefügt. Diese Hilfsstoffe steigern die Immunantwort und führen so zu einer erhöhten Antikörperbildung.

Zusammen mit den sogenannten Vektorimpfstoffen handelt es sich bei den mRNA-Vakzinen um genbasierte Impfstoffe. Zusätzlich zu genbasierten Impfstoffen unterscheidet die Immunologie noch Lebend- und Totimpfstoffe.

Lebendimpfstoffe

Lebendimpfstoffe beinhalten Krankheitserreger oder Teile von ihnen, deren krankmachende Eigenschaften gezielt reduziert wurden. Diese werden vom Körper als Fremdsubstanz (sogenannte Antigene) erkannt und lösen eine Antwort des Immunsystems aus. Daraufhin werden Antikörper entwickelt, die zu einer Immunität gegen das Virus führen. Lebendimpfstoffe führen nach einer Grundimmunisierung zu einem langen oder lebenslangen Schutz. Für immungeschwächte Personen sind diese Arten von Impfstoffen allerdings nicht geeignet, außerdem kann es in Einzelfällen zu ähnlichen Beschwerden wie bei der Krankheit selbst kommen.

Totimpfstoffe

Totimpfstoffe transportieren, wie der Name schon verrät, abgetötete, nicht replikationsfähige Erreger in den Körper. Sie können zwar Körperzellen befallen, sich aber nicht mehr vermehren und demnach keine Infektion auslösen. Trotzdem wird eine Immunantwort hervorgerufen, die zu einer Immunisierung führt. Totimpfstoffe können ganze Partikel oder nur Teile davon enthalten. So handelt es sich bspw. bei Hepatitis-A-Impfungen um sogenannte Ganzpartikelimpfstoffe, während bei der Impfung gegen Influenza/Grippe Spalt-Impfstoffe zur Anwendung kommen, welche lediglich eine Untereinheit des Erregers in sich tragen.

Vektorimpfstoffe

Vektorimpfstoffe gehören zur Gruppe der genbasierten Impfstoffe. Hier wird kein direkter Krankheitserreger in den Körper eingeschleust, stattdessen wird der genbasierte Bauplan für diesen Krankheitserreger verabreicht. Statt in angebrüteten Hühnereiern werden die Antigene vom menschlichen Körper selbst produziert, was den Herstellungsprozess der Impfstoffe vereinfacht.  In Folge der Antigen-Produktion kommt es zu einer Immunantwort bzw. Immunisierung gegen den Krankheitserreger, ähnlich wie bei Tot-/Lebendimpfstoffen.

Um den Bauplan in den Körper zu transportieren werden virale Vektoren als “Virentaxis” genutzt. Hierzu eigenen sich beispielsweise bestimmte Typen von Adenoviren, die im Menschen eigentlich zu Atemwegsbeschwerden wie Erkältungen führen. Zudem lassen sich speziell entwickelte Impfviren als Transportmittel nutzen. Vektorimpfstoffe kommen bisher nur im Kampf gegen das Ebola-Virus sowie gegen Dengue-Fieber zum Einsatz.

(m)RNA-Impfstoffe

RNA-Impfstoffe (oder mRNA-Impfstoffe) gehören ebenfalls zu den genbasierten Impfstoffen und basieren auf Boten-Ribonukleinsäure (mRNA), die die Informationen zur Herstellung einzelner Antigene bereitstellen. Zwar handelt es sich beim BioNTech/Pfizer-Präparat um den weltweit ersten mRNA-Impfstoff, dennoch ist das Verfahren nicht komplett neu: Das Verfahren wird bereits erfolgreich bei der Behandlung von Tumorerkranken genutzt.

Im Gegensatz zu Vektorimpfstoffen werden die genetischen Daten zur Antigenproduktion nicht auf Trägerviren, sondern über flüssige Nano-Partikel (bspw. Fetttröpfchen) in die Zellen transportiert. mRNA-Impfstoffe weisen laut aktuellen Erkenntnissen ein deutlich besseres Sicherheitsprofil und geringere Nebenwirkungen auf.

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