Herr Witzigmann: was ist ein mRNA-Impfstoff?
Ein mRNA-Impfstoff ist wie eine Schokoladenkugel. Er besteht aussen aus einer Hülle und innen aus einer Füllung. Die Füllung ist in diesem Fall die mRNA. mRNA haben wir in all unseren Zellen. Sie ist die Arbeitskopie des gut geschützten Erbguts, der DNA. Diese Arbeitskopie braucht der Körper, um daraus Proteine herzustellen. Bei mRNA Impfstoffen nützen wir den Schritt mit der Arbeitskopie aus: Wir geben unserem Körper mit der Impfung ein Stück mRNA. Von diesem Stück mRNA wissen wir, dass unsere Zellen ein Protein herstellen, welches unser Immunsystem aktiviert. Wenn man sich dann mit Corona ansteckt, erkennt unser Körper das Virus und bekämpft es, ohne dass wir dabei krank werden.
Das heisst, die mRNA wird einfach so in den Körper gespritzt?
Nein, denn die mRNA ist nicht stabil. Würden wir sie ohne Verpackung in den Körper bringen, würde sie sofort zerfallen. Wir brauchen also eine Hülle, um die Fracht zu schützen. Die Herstellung und Entwicklung solcher Hüllen ist mein Forschungsgebiet.
Dr. Dominik Witzigmann
Woraus besteht diese Hülle?
Die Hülle kann aus vielen Materialen bestehen. Ich arbeite mit Lipid-Nanopartikeln, das sind eine Art kleine Fettkügelchen. Diese haben mehrere Vorteile: Unser Körper kennt die Fettkügelchen, denn er benutzt sie bereits natürlicherweise: Sie transportieren zum Beispiel Cholesterin in unserem Blut. Ausserdem sind sie ähnlich zusammengesetzt wie die Zellmembran. Wenn wir uns impfen, nehmen unsere Zellen die Lipid-Nanopartikel, in die die mRNA verpackt ist, auf. In der Zelle löst sich die Hülle auf und die Zellmaschinerie kann die mRNA in ein Protein umwandeln. Dieses Protein setzt dann einen Ablauf in Gang, der uns vor Corona schützt. Die Verpackung macht sozusagen die bittere Medizin verträglich.
higgsEine Doppelschicht aus Lipid-Molekülen bildete ein Kügelchen von wenigen Nanometern Durchmesser. Darin eingepackt ist der Impfstoff mRNA.
Warum muss denn die mRNA überhaupt in einen Nanopartikel gepackt werden?
Das hat mehrere Gründe. Packt man die mRNA in einen grossen, etwa einen Mikropartikel, erkennen und zerstören die Fresszellen die Mikropartikel. Die mRNA wäre dann verloren. Die kleinen Nanopartikel hingegen werden von Zellen aufgenommen, welche die mRNA ablesen und die Proteine herstellen. Genau das wollen wir. Ausserdem kann man die Beladung kleiner Partikel bei der Herstellung besser kontrollieren, sodass in jedem Partikel etwa gleich viel mRNA ist. Wäre das nicht möglich, würde es sehr schwierig, die Impfung richtig zu dosieren. Dann gibt es noch weitere, technische Aspekte wie Lagerung oder Stabilität, bei welchen Nanopartikel Vorteile haben.
Die Nanomedizin steht immer wieder in der Kritik. Es sei zum Beispiel unklar, wie lange Nanopartikel im Körper zirkulieren und ob sie sich in gewissen Organen ansammeln. Sind Nanopartikel schädlich?
Das kann man nicht verallgemeinern. Es gibt Nanopartikel, die sich beispielsweise im Körper ansammeln können und die möglicherweise Entzündungen hervorrufen. Diese Probleme kennt man vor allem bei Nanopartikeln aus körperfremden Materialien wie Metallen oder Glas, da weiss man noch verhältnismässig wenig zur Sicherheit. Bei Lipid-Nanopartikeln ist das nicht der Fall, da sie aus körperähnlichen Stoffen hergestellt sind. Man weiss erstaunlich viel über sie, man erforscht sie seit den 1970er Jahren. Die Technik ist also nichts komplett Neues.
Eine altbekannte Technik, körperähnliche Stoffe… Warum kommt diese Technologie erst jetzt?
Ja, eine gute Frage (lacht). Warum das jetzt erst kommt… Die Pandemie hat die Entwicklung enorm beschleunigt, denn es ist genügend Geld vorhanden. Die mRNA-Impfstoffe wurden aber nicht dank Corona erfunden, sie bekamen dadurch allerdings einen Aufschwung. In der ganzen mRNA-Forschung steckt viel Zeit, Frust, viele Stunden im Labor, Schreibarbeit…
Viele Menschen sind verunsichert, wenn sie von mRNA-Impfstoffen lesen.
Das verstehe ich. Gewissen Umfragen kann man entnehmen, dass viele Leute gegenüber Impfungen skeptisch sind. Gerade bei mRNA-Impfstoffen gibt es viele neue Informationen, das kann verunsichern. Deswegen ist Aufklärung sehr wichtig. Ich scheue mich nicht vor diesen Diskussionen und finde sie sehr wichtig für den Dialog. Die beste Impfung schützt nicht, wenn sie nicht angewandt wird.
Die grösste Hürde ist wohl, dass mRNA-Impfstoffe oft als genetische Impfstoffe bezeichnet werden. Viele Leute fragen sich, was die mRNA im Körper macht und ob sie sich in die DNA einbaut.
Tatsache ist, dass die mRNA bloss eine Abschrift, eine Arbeitskopie ist. Gentechnik und mRNA-Impfstoffe sind zwei komplett verschiedene Technologien. mRNA-Impfstoffe verändern unser Erbgut nicht. Die mRNA im Impfstoff dient nur als Information um Proteine zu bilden. Sie kommt nicht in Kontakt mit unserem Erbgut, welches gut geschützt im Zellkern liegt.
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Könnte man sagen, dass das Coronavirus die mRNA-Impfstoffe oder – generell gesagt – mRNA Arzneistoffe aus den Labors auf den Markt bringt?
Ja. Durch Corona ist jetzt viel Geld für die Forschung und Entwicklung vorhanden. Durch das Virus hat sich auch die Zusammenarbeit unter Wissenschaftlern verbessert. Bereits heute gibt es ein Medikament gegen eine Erbkrankheit auf dem Markt, welches sehr ähnlich aufgebaut ist wie eine mRNA-Impfung. Bei dieser Krankheit, der Amyloidose, stellt der Körper viel zu viel von einem gewissen Protein her, was sich bei den Patienten im Herz und Nerven ablagert. Der Unterschied zum mRNA-Impfstoff ist, dass man statt mRNA ein ganz kleines RNA-Stück braucht, welches die Herstellung dieses Proteins verhindert.
Das heisst, das Potenzial von Lipid-Nanopartikeln zum Transport von RNA Arzneistoffen geht weit über Corona hinaus?
Das würde ich sofort unterschreiben. Auch bei anderen Impfstoffen haben mRNA-Lipid-Nanopartikel grosses Potential und sogar bei der Behandlung von Krebs. Wenn wir die Ursache der Krankheit kennen, dann können wir gezielt eingreifen. Dank der Lipid-Nanopartikel ist es heute möglich, instabile Biomoleküle wie die RNA sicher ans Ziel zu bringen. Das stimmt mich sehr optimistisch für bessere Therapien bei vielen Erkrankungen.
