Impfen mit RNA oder DNA

Statt RNA kann in Impfstoffen auch DNA enthalten sein. Für DNA-Impfstoffe wird das für ein Antigen kodierende Gen in ein nicht replikationsfähiges Expressions-Plasmid eingefügt. Die Vakzinen dieser Art funktionieren wie RNA-Impfstoffe mit dem Unterschied, dass die enthaltene DNA im Körper des Geimpften zunächst im Zellkern in RNA transkribiert werden muss, bevor sie die Bildung von Proteinen veranlassen kann (siehe Grafik).

Ein Impfstoffkandidat gegen SARS-CoV-2 auf DNA-Basis hat bereits die klinische Prüfung erreicht: Die Vakzine INO-4800 des US-amerikanischen Unternehmens Inovio Pharmaceuticals wird seit April in einer Phase-I-Studie geprüft, für die im Juni Ergebnisse erwartet werden. Inzwischen ist schon eine weitere Phase-I/II-Prüfung in Südkorea angelaufen. Der Start für eine Phase-II/III-Studie ist für Juni beziehungsweise Juli 2020 geplant. Das Unternehmen kann bei der Entwicklung der Covid-19-Vakzine auf Erfahrungen mit einem DNA-Impfstoff gegen das nah verwandte MERS-Coronavirus aufbauen. Für den entsprechenden Impfstoffkandidaten INO-4700 liegen bereits klinische Daten aus einer Phase-I-Studie vor.

Insgesamt elf weitere Projekte mit DNA-basierten Vakzinen befinden sich laut WHO-Liste derzeit in der Präklinik. Alle Kandidaten haben ein Problem: DNA ist schwierig zu applizieren. Um die Aufnahme der Erbsubstanz in die Zellen zu erleichtern, setzen manche Unternehmen, so auch Inovio Pharmaceuticals, auf Elektroporation. Bei dieser Methode wird durch das kurzzeitige Anlegen eines elektrischen Felds die Durchlässigkeit von Zellmembranen erhöht, sodass Makromoleküle wie DNA eindringen können.

DNA-basierte Impfstoffe benötigen in der Regel ein starkes Adjuvans, um eine ausreichende Immunantwort auszulösen. Als ein mögliches Risiko gilt, dass sich die DNA dauerhaft ins Genom einlagert, Mutationen auslöst und zur Krebsentstehung beiträgt. Dieses Risiko ließ sich bei der Entwicklung von tiermedizinischen Impfstoffen und auch in klinischen Studien nicht bestätigen. In der Tiermedizin sind erste DNA-Vakzinen bereits zugelassen (»Veterinary Research« 2019, DOI: 10.1186/s13567-019-0698-z).