mRNA als neues Impfstoffprinzip |
 |  | Thomas Winckler |
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07.02.2021 08:00 Uhr |
Adjuvanzien haben in Impfstoffen ein gemeinsames Wirkprinzip: Sie aktivieren das unspezifische Immunsystem zur Bildung von Zytokinen, die wiederum eine Aufnahme von Impfantigenen sowie deren Prozessierung und Präsentation in antigenpräsentierenden Zellen fördern. Zudem enthalten Zellen des angeborenen Immunsystems in den Endosomen Mustererkennungsrezeptoren, die in die Zelle aufgenommene (virale) RNA erkennen und die Bildung von Zytokinen und damit eine Aktivierung des Immunsystems veranlassen.
In Lipidnanopartikel verpackte mRNA aktiviert insbesondere die Toll-ähnlichen Rezeptoren TLR7 und TLR8. Diese sind darauf spezialisiert, einzelsträngige RNA zu binden. Die mRNA codiert also nicht nur für das Impfantigen, sondern wirkt auch als Adjuvans.
In vielen Ländern haben die Impfungen gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 begonnen – in Deutschland mit zwei neuartigen mRNA-Impfstoffen. / Foto: Adobe Stock/Melinda Nagy
Der Adjuvans-Effekt von mRNA in Impfstoffen ist gewollt. Allerdings ist diese »Reaktogenität« für die praktische Anwendung oftmals zu stark ausgeprägt. Wenn die genannten TLR durch die Impfstoff-mRNA zu stark aktiviert werden, entsteht im Körper eine sehr ausgeprägte Interferon-Produktion, die sich nachteilig auf die Translation des Impfantigens auswirkt und stärkere Nebenwirkungen der Impfung verursachen kann.
Daher wurden in einigen der gegen SARS-CoV-2 entwickelten mRNA-Impfstoffen alle Uridine durch 1-Methylpseudouridin (m1ψ) ersetzt; diese »Nukleosid-modifizierte mRNA« (modRNA) aktiviert die Toll-ähnlichen Rezeptoren weniger stark. Dadurch ist die Interferon-Antwort weniger stark ausgeprägt, die Translation des Impfantigens ist effektiver und die Impfstoffe sind verträglicher (1).
Häufig wird die Frage gestellt, ob die Impfstoff-mRNA nach der Aufnahme in eine Zelle in das Genom integriert werden kann und dies ein mögliches Sicherheitsrisiko darstellt.
Wird eine mRNA als Gentransfersystem verwendet, hat das den Vorteil, dass die mRNA nach der Aufnahme in die Zelle direkt im Zytoplasma für die Translation zur Verfügung steht und nicht in den Zellkern gelangen muss. Selbst wenn sie in den Zellkern gelangen würde, wäre sie nicht ohne Weiteres für die Aufnahme in die doppelsträngige genomische DNA kompatibel. Es gibt tatsächlich in vielen humanen Zellen eine geringe Reverse-Transkriptase-Aktivität, die prinzipiell mRNA in DNA umschreiben könnte (2, 3).
Um abschätzen zu können, ob dies bei der Anwendung von mRNA als Impfstoff relevant sein könnte, hilft vielleicht folgende sehr einfache Überlegung: Eine durchschnittliche Körperzelle enthält in der Größenordnung etwa 50.000 verschiedene mRNA-Spezies. Die werden nicht ständig in das Genom integriert – warum sollte das also ausgerechnet mit einer einzigen zusätzlichen mRNA in der Zelle (der Impfstoff-mRNA) geschehen? Die Frage nach der Integration einer Impfstoff-mRNA in das Genom ist also eher ein theoretisches Problem.
