Bei einer Impfung soll das Immunsystem auf den Krankheitserreger vorbereitet werden. Indem bereits vor einer Infektion das Oberflächenprotein des Virus in den Körper gelangt und bekämpft wird, kann das Immunsystem dank seines guten Gedächtnisses bei einer späteren Infektion genau dieses Oberflächenprotein des Krankheitserregers erkennen. Die Antwort des Immunsystems bei einer richtigen Infektion erfolgt dann unmittelbar und mit sofortiger Wirkung. Beim neuartigen mRNA-Impfstoff (das m steht für messenger = Transport) wird nun nicht, wie bei der herkömmlichen Impfung, das abgeschwächte Protein des Krankheitserregers verabreicht. Im Impfstoff enthalten ist lediglich die mRNA. Die Produktion des Proteins übernimmt der Körper selbst.

Vorteile der RNA-Technik

Zeitaufwendig in der Produktion von Impfstoffen war bislang vor allem die Herstellung von Proteinen, die das Immunsystem auf eine Infektion vorbereiten sollen. Für die Herstellung eines Grippeimpfstoffes etwa werden die Grippeviren in Hühnereiern angezüchtet und im weiteren Verlauf aufgereinigt, sodass nur noch das erwünschte Oberflächenprotein übrig bleibt. Diese Art der Herstellung für große Mengen des Proteins ist zeitaufwendig und teuer. Mit mRNA-Impfstoffen wird dieser Schritt in den eigenen Körper verlagert. Man benötigt nur eine kleine Anzahl entsprechender Viren. Aus diesen wird die DNA-Sequenz des Zielproteins analysiert und als Matrize zur Synthese zusammengefügt. Nach diesen Vorgaben lassen sich in kurzer Zeit große Mengen an mRNA herstellen.

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Grenzen der RNA

Zwar wird für eine Impfung ein charakteristisches Oberflächenantigen des Virus benutzt, weil dadurch bereits präventiv das Virus vor dem Eindringen in die menschliche Zelle – also vor der Infektion – eliminiert wird, allerdings ist, wie im Falle des Coronavirus, solch ein Spikeprotein aufgrund der rasch erfolgenden Mutationen recht wandelbar. Deshalb wirkt der Impfstoff im schlechtesten Fall bei entsprechenden Mutationen nicht mehr und muss durch eine modifizierte Form nachgebessert werden, ein Vorgang, der Zeit kostet. Ein weiterer Nachteil der mRNA-Impfstoffe ist, dass sie nur auf Proteine hergestellt werden können und nicht für andere Zielstukturen wie Polysaccharide, etwa Bakterien und Pilze.

Nochmal in Kürze:

1. Die einsträngige mRNA, die nackt noch sehr empfindlich und zerbrechlich ist, wird in Lipid-Nanopartikel verpackt. So wird sie stabiler und kann besser verabreicht werden.
2. Der aufbereitete Impfstoff wird dem Patienten verabreicht. Durch den Coronaimpfstoff sind wir vertraut mit Auffrischungsimpfungen und Boosterimpfungen, die notwendig sind, um den Impfschutz aufrechtzuerhalten.
3. Die verpackte mRNA wird von den Zellen mittels Endosymbiose aufgenommen.
4. In der Zelle wird im Cytoplasma die mRNA in eine Kette aus Aminosäuren umgeschrieben.
5. Diese Kette aus Aminosäuren faltet sich zum gewünschten Protein.
6. Das fertige Protein wird an den entsprechenden Einsatzort transportiert. Hier dient das produzierte Protein der Kennzeichnung und Erkennung eines Krankheitserregers.
7. Dringt ein Krankheitserreger in den Körper ein, erkennen Zellen des Immunsystems das Oberflächenprotein und leiten eine Immunantwort ein.

Verändert Impfstoff Gene?

Die mRNA befindet sich ausschließlich im Zellkörper, außerhalb des Zellkerns. Ihre Information kann nicht einfach zu einem DNA-Code umgeschrieben werden, da hierzu die nötigen Enzyme fehlen. Sie weist damit eine unterschiedliche chemische Struktur zur DNA auf. Infolge könnte sie auch nicht in das Erbmaterial eingebaut werden, wenn sie denn – was nie geschieht – den Weg zurück in den Zellkern fände. Es handelt sich grundsätzlich um eine Form der Einbahnstraße. Außerdem ist die mRNA recht instabil und zerfällt rasch.