Wie funktioniert ein mRNA-Impfstoff?

Das Verfahren, nach dem die mRNA-Impfstoffe oder auch messenger-RNA (also übersetzt: „Boten“-RNA) funktionieren, ist bisher schon erfolgreich bei der Therapie von Tumorerkrankungen zum Einsatz gekommen und somit kein völlig neues Verfahren.

Auch von unseren Zellen wird mRNA jeden Tag permanent hergestellt. Ihre Funktion ist folgende:

Unsere Gene bzw. unser Genom ist – vereinfacht gesagt – in jeder Zelle unseres Körpers vorhanden und dort stellt die sogenannte DNA (Desoxyribonucleinacid) oder deutsch DNS (Desoxyribonukleinsäure) das Handbuch dar, in dem alle Vorgänge in unserem Körper und die dazugehörigen Anweisungen „aufgeschrieben“ sind. Unter anderem ist darin zum Beispiel aufgeführt, wann und wie unsere Zellen Stoffe herstellen wie Speichel, Magensäure und so weiter. Wenn eine Zelle etwas Bestimmtes herstellen soll, dann wird dieser Teil der Anweisungen aus dem Handbuch „abgelesen“ und in die mRNA übersetzt. Diese Botschaft wird dann an die Stellen in der Zelle weitergegeben, die für die Herstellung bestimmter Stoffe zuständig sind.

Was heißt das jetzt für den mRNA-Impfstoff?

Erst einmal ist es ganz wichtig festzustellen, dass der mRNA-Impfstoff NICHT in unsere Gene (in die DNA/DNS) eingreift. Er wird behandelt wie eine weitere Botschaft in der Zelle. Diese Botschaft sagt: „Liebe Zelle, bitte stelle ein kleines Stück aus der Hülle des Coronavirus (das sogenannte Spike-Protein) her .“ Immunzellen, die vorbeikommen, erkennen dieses Protein als Virusteilchchen - auch in der Zelle selber, reagieren auf dieses kleine Hüllenstück und bilden – stark vereinfacht gesagt – Antikörper. Diese mRNA-Botschaft wird wie alle anderen Anweisungen dieser Art in der Zelle  abgebaut. 

Wenn dann das Coronavirus SARS-CoV-2 in den Körper eindringt, ist sein Hüllenprotein schon bekannt und es liegen Antikörper dagegen vor, die sich wie eine Schutzkappe über die Virenhülle stülpen. Die Antikörper helfen auch, dass ein bestimmter Typ von Immunzellen das Virus erkennt und unschädlich macht, bevor es andere Zellen im Körper mit seinem Erbgut infizieren und dazu bringen kann, mehr SARS-CoV-2 herzustellen. Wenn ein Erreger dann erneut im Körper auftaucht,  hat das Immunsystem auch speziellen Gedächtniszellen gebildet, die sich die Struktur des Virus "erinnern". Die Zellen des Immunsystem können deshalb viel schneller auf den Eindringling reagieren und ihn unschädlich machen, bevor größerer Schaden im Körper angerichtet wird, den der Mensch dann anhand der sogenannten Krankheitszeichen (Symptome) merkt.

Wie unterscheidet sich der mRNA-Impfstoff von anderen Impfstoffen?

mRNA-Impfstoffe werden im Gegensatz zu Vektorimpfstoffen nicht mit einem Trägervirus (Vektor), sondern über flüssige Nano-Partikel (das sind in diesem Fall kleine Fetttröpfchen) in die Zellen eingebracht.

Bei der heutzutage eingesetzten Impfung gegen Masern beispielsweise werden Krankheitserreger in abgeschwächter Form in den Körper gegeben. Derartige Impfstoffe heißen deshalb Lebendimpfstoffe. Sie können die Krankheit nicht mehr auslösen, aber die Immunzellen reagieren trotzdem auf die Hüllenstruktur des Virus und bilden ebenfalls Antikörper. Im besten Fall legt das Immunsystem nach der Impfung auch sogenannte Gedächtniszellen an, die sich an die Struktur des Krankheitserregers erinnern und dann sehr schnell auf den Eindringling reagieren und ihn unschädlich machen.

Was ist ein Vektorimpfstoff?

Bei einem Vektorimpfstoff wird in ein für Menschen ungefährliches Virus (der Vektor oder auch Trägervirus) die Information für die Herstellung eines Stücks der Hülle des Coronavirus SARS-CoV-2 eingebaut. Der Vektor gibt diese Information nach der Impfung an wenige Zellen im menschlichen Körper weiter. Die Information lautet dann ebenfalls wie beim mRNA-Impfstoff: „Liebe Zelle, bitte stelle ein kleines Stück von der Hülle des Coronavirus (das sogenannte Spike-Protein) her“. Es werden von den Immunzellen, die das Spike-Protein erkennen, Antikörper gebildet und das Immunsystem kann ebenfalls viel schneller mit einer Abwehrreaktion beginnen, wenn das SARS-CoV-2 in den Körper eindringt. Auch Vektor-Impfstoffe sind nicht neu: Diese Art von Impfstoff ist bereits gegen das Dengue-Fieber oder Ebola zugelassen.

Der Unterschied zwischen Vektorimpfstoff und mRNA-Impfstoff ist vor allem, wie die Informationen zur Herstellung des Stücks Virushülle in die körpereignen Zellen kommt- entweder über Nano-Partikel oder über ein ungefährliches Virus.

Quellen:

• van Riel D, de Wit E (2020) Next-generation vaccine platforms for COVID-19. Nature Materials | VOL 19 | August 2020 | 810–820, https://www.nature.com/articles/s41563-020-0746-0, Zugriff: 08.12.2020
• https://www.pei.de/SharedDocs/Downloads/DE/newsroom/dossiers/faq-pressebriefing-erste-studie-sars-cov-2-impfstoff.pdf?__blob=publicationFile&v=4 Zugriff: 08.12.2020
• Zylka-Menhorn V, Grunert D (2020). Genbasierte Impfstoffe: Hoffnungsträger auch zum Schutz vor SARS-CoV-2. Dtsch Arztebl 2020; 117(21): A-1100 / B-927, www.aerzteblatt.de/archiv/214122/Genbasierte-Impfstoffe-Hoffnungstraeger-auch-zum-Schutz-vor-SARS-CoV-2, Zugriff: 08.12.2020