Hintergrund
Die weltweite Aufmerksamkeit für mRNA-Forschung wurde durch die Covid-19-Pandemie geweckt. Doch die eigentliche Geschichte dieser wissenschaftlichen Revolution begann schon lange vorher.
Die messengerRNA (mRNA) überträgt genetische Informationen in der Zelle und dient gleichzeitig als Vorlage für die Proteinbiosynthese. Mit Hilfe von Ribosomen werden die auf der mRNA kodierten Baupläne in Proteine umgesetzt. Aufgrund ihrer Instabilität und der Anfälligkeit für das Immunsystem galt sie lange Zeit als ungeeignet für medizinische Anwendungen. Dies änderte sich dank der Forschung zweier Wissenschaftler von der University of Pennsylvania in Philadelphia, Professor Dr. Katalin Karikó und Professor Dr. Drew Weissman. Die Biochemikerin und der Immunologe haben die Grundlage für die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen gelegt und dafür den diesjährigen Nobelpreis für Medizin und Physiologie erhalten [1]. Doch die Bedeutung dieser Forschung geht weit über die Bekämpfung von Pandemien hinaus.
Die Rolle der Basenmodifikation in der mRNA-Technologie
Karikó und Weissman fanden heraus, dass die immunologische Reaktion des Körpers reduziert werden kann, wenn man die Basen in der mRNA modifiziert. Insbesondere der Ersatz von Uridin durch Pseudouridin erwies sich als entscheidender Durchbruch. Durch diesen Austausch konnte die inflammatorische Antwort deutlich vermindert werden, sodass höhere Mengen an mRNA eingesetzt werden konnten. In den beiden mRNA-basierten Covid-19-Impfstoffen, die von BioNTech/Pfizer und Moderna in Rekordzeit entwickelt, getestet und zugelassen wurden, sind alle Uridin-Basen durch Pseudouridin ersetzt. Bis jetzt wurden die Impfstoffe schon mehr als 13 Milliarden Mal verimpft.
Die Zukunft der mRNA-Technologie
Die mRNA-Forschung begann lange vor der Covid-19-Pandemie. Vor dem Auftreten von SARS-CoV-2 konzentrierten sich Unternehmen wie BioNTech, Curevac und Moderna auf die Anwendung von mRNA gegen Karzinome und andere Krankheiten. Ein vielversprechendes Konzept besteht darin, personalisierte Krebs-Impfstoffe herzustellen. Hierbei wird die mRNA genutzt, um die genetischen Veränderungen in einem Tumor zu identifizieren und das Immunsystem gezielt gegen diese Anomalien zu aktivieren. Studien zur Anwendung von mRNA gegen verschiedene Krebsarten, von Melanomen über Lungen-, Prostata- und Brustkrebs bis hin zu Bauchspeicheldrüsenkrebs, laufen bereits.
Neben dem therapeutischen Sektor wird die mRNA-Technologie in Zukunft auch in der Krankheitsprävention eine immer wichtigere Rolle einnehmen. BioNTech prüft derzeit einen Grippe-Impfstoff in einer Phase-III-Studie, während Moderna Impfstoffe gegen verschiedene Viren testet, darunter das RS-Virus und das Zytomegalie-Virus (CMV).
Und die Potenziale der mRNA-Technologie gehen noch weiter. So gibt es Hinweise darauf, dass mRNA-Wirkstoffe bei Autoimmunerkrankungen wie Multipler Sklerose helfen könnten. Ebenso werden mRNA-basierte Therapien bei der Behandlung von Herzfibrose, einem häufigen Anzeichen von Herzinsuffizienz, erforscht.
Die mRNA-Technologie eröffnet eine neue Ära in der Medizin
Die diesjährigen Nobelpreisträger haben nicht nur die Grundlagen für die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen geschaffen, sondern auch die Tür zu einer neuen Ära in der Medizin geöffnet. Die mRNA-Technologie hat das Potenzial, viele Leben zu retten und bisher unheilbare Krankheiten zu behandeln. Wie Ingmar Hoerr, Gründer von Curevac, betont, stehen wir erst ganz am Anfang dieser spannenden Reise. Die mRNA-Forschung wird weiterhin die medizinische Landschaft verändern und neue Möglichkeiten eröffnen, nicht nur in Zeiten von Pandemien.
