Neuartige Impfstoff-Technologie erstmalig im Einsatz

COVID-19-mRNA-Impfstoffe

Intensiv wird darüber diskutiert, ob die neuartigen mRNA-Impfstoffe dazu fähig sind, die DNA des Menschen zu verändern. Weit weniger intensiv wird darüber diskutiert, auf welche genetischen Prozesse des Menschen die mRNA-Technologie grundsätzlich abzielt. Beide Diskussionen verlangen nach Antworten zur Sicherheit und Wirksamkeit der COVID-19-mRNA-Impfstoffe.

Eine mRNA (messenger-Ribonukleinsäure, Botennukleinsäure) entsteht grundsätzlich im Zellkern an der DNA (Desoxyribonukleinsäure) in einer Art Kopiervorgang. Während die DNA im Zellkern verbleibt, ist es der mRNA möglich, aus dem Zellkern hinaus in die Zellflüssigkeit des Zytoplasmas zu wandern. Als Boten-RNA bringt sie genetische Information von der DNA bis zu den Ribosomen. An diesen wird die mRNA wie an einer Art Kopiervorlage abgelesen, um klar definierte Aminosäuren in einer klar definierten Abfolge zu bilden. Diese Aminosäuren wiederum bilden die Grundlage aller lebenswichtigen Eiweiße (Proteine) im Körper.

Im Gegensatz zur beschriebenen, körpereigenen mRNA wird mit einem mRNA-Impfstoff synthetische, körperfremde mRNA in die Zellen geschleust. Diese von außen zugeführte mRNA wird millionenfach an den Ribosomen ebenso abgelesen, wie es bei körpereigener mRNA der Fall ist. An diesem Punkt wird in die ureigensten genetischen Prozesse eingegriffen, so dass in den Zellen nun Eiweiße gebildet werden, die der Körper von sich aus überhaupt nicht herstellen würde. Ist diese Art der Kopiervorlage in der DNA des betreffenden Menschen doch gar nicht vorhanden.[1]

Mit jeglicher mRNA-Technologie wird somit tatsächlich zielgerichtet in genetische Abläufe eingegriffen. Ununterbrochen finden in unseren Zellen Prozesse statt, die sich die Impfstoffentwicklung neuerdings zu Nutze macht. Mit den COVID-19-mRNA-Impfstoffen wird eine SARS-CoV-2 Virus-Sequenz dazu verwendet, den Körper zur Bildung von Antigenen in den eigenen Körperzellen anzuregen. In einem ersten Schritt soll die injizierte mRNA von den Ribosomen in den Zielzellen abgelesen werden, wodurch ein entsprechendes SARS-CoV-2-Antigen aus Eiweißen gebildet wird. In einem zweiten Schritt soll die Antikörperbildung gegen dieses eigens produzierte Antigen in Gang gesetzt werden. Ab diesem Zeitpunkt soll eine spezifische Immunreaktion ablaufen, vergleichbar mit der Immunantwort auf direkt verabreichte Antigene klassischer Impfstoffe.[2]

Die ausgewählte genetische Sequenz der COVID-19-Impfstoffe ist dabei die des sogenannten Spike-Proteins der SARS-CoV-2-Virenoberfläche. Die synthetische mRNA wird in der Herstellung mit Lipiden in Nanogröße umgeben, um sie nach Injektion vor körpereigenen Enzymen zu schützen. Die Ribonukleinsäure würde ohne diese schützende Hülle im Körper rasch abgebaut und die Zielzellen gar nicht erst erreichen. Da der Impfstoff in den Muskel injiziert wird, sollen die Zellen im Bereich des Muskels als Zielzellen der genetisch veränderten Prozesse dienen. Ob dort, nur dort oder auch allen anderen Stellen des Körpers die körperfremde mRNA in Zellen gelangt, ist eine der vielen bisher ungeklärten Fragen.  

Synthetische mRNA-Sequenzen lassen sich sehr schnell auch in großen Mengen herstellen. Auch das ist mit ein Grund, weshalb gleich mehrere Impfstoffhersteller den Weg der mRNA-Impfstoffe gewählt haben. So wurde im Rahmen der übereilten COVID-19-Impfstoffentwicklung erstaunlich rasch Impfstoffe dieses Typs auf den Markt gebracht. Mit Aussicht auf die Etablierung dieser neuen Impf-Technologie für viele andere Impfstoffe kooperieren der deutsche Impfstoff-Hersteller CureVac und der US-amerikanische Elektronik-Konzern Tesla bereits in der Entwicklung eines RNA-Druckers („RNA-Printer“). [3] 

Bis Ende des Jahres 2020 gab es weltweit keinen mRNA-Impfstoff auf dem Markt, obwohl an dieser Technologie seit über 20 Jahren geforscht wird. Zum einen sind es Entwicklungskosten in Milliardenhöhe, die diese neue Impf-Technologie erfordert hat.[4] Zum anderen sind es Ergebnisse aus präklinischen Studien an Versuchstieren, die zu Wirksamkeit und Nebenwirkungen bislang noch zu viele Fragen offen ließen.[5] 

Die Problematiken, die mit dieser neuartigen Impfstoff-Technologie verbunden sind, richten sich zum einen auf unmittelbare Impfreaktionen. Die deutliche Reaktogenität der mRNA-Impfstoffe führt zu Nebenwirkungen, die vergleichbar mit COVID-19-Symptomen sind. Teilnehmer der Impfstoffstudien haben in solchem Umfang von Fieber, Schüttelfrost, Kopfschmerzen, Muskelschmerzen und systemischen Schmerzen berichtet, dass es mittlerweile Forderungen danach gibt, die Menschen frühzeitig darauf vorzubereiten, dass die Impfungen wahrlich „kein Spaziergang“ sind. [6] Auffallend viele Impfreaktionen und Impfkomplikationen, die weltweit bei Verwendung der mRNA-Impfstoffe beobachtet und erfasst werden, bestätigen die hohe Reaktogenität aus den Studien vollends.

Über direkte Impfreaktionen hinaus gehende Impfkomplikationen umfassen bei den mRNA-Impfstoffen gemäß den Erfassungen auf europäischer Ebene (Europäische Datenbank gemeldeter Verdachtsfälle von Arzneimittelnebenwirkungen) sowie Deutschlands (Paul-Ehrlich-Institut) allen voran Herzinfarkte und Herzmuskelentzündungen, Gefäßerkrankungen, die zu Thrombosen und Schlaganfällen führen, Erkrankungen der Lymphdrüsen und Lymphgefäße sowie Lähmungen wie die Fazialisparese (Gesichtslähmung). Alarmierend sind darüber hinaus immunologische Prozesse, die schwerwiegende autoimmune Reaktionen auslösen können, sowie zelluläre Prozesse unter Mitwirkung der lipiden Nanopartikel, die eine Aktivierung von Krebsgenen zur Folge haben können.[7] Auch ist bis heute unklar, ob ein Eingriff in derart grundlegende genetische Prozesse tatsächlich ohne weitreichende Konsequenzen bleiben wird.

Entsprechend dieser Abläufe auf zellulärer Ebene kann die individuelle DNA eines Menschen durch die synthetische mRNA eines Impfstoffes nicht verändert werden. Zum einen, weil die Prozesse zwar innerhalb der Zelle, aber außerhalb des Zellkerns stattfinden. Zum anderen, weil die umgekehrte Abfolge einer Kopiervorlage von der mRNA auf die DNA keine Auswirkungen hat. Allerdings sind zwei Szenarien bekannt, wann ein mRNA-Impfstoff doch Einfluss auf die DNA der geimpften Person – sein Genom – haben könnte:

Zu einem sogenannten Informations-Rückfluss einer mRNA zur DNA ist die Gruppe der Retroviren fähig. Diese produzieren ein Enzym namens Reverse Transkriptase, mit dem in einer Art umgekehrten Kopiervorlage die DNA im Zellkern durch eine RNA verändern werden kann. Ob und mit welchen Auswirkungen Retroviren in geimpften Menschen präsent sind, ist nicht Teil der Zulassungsstudien und auch nicht Teil der Impfaufklärung. Schätzungsweise zu etwa 17% besteht das menschliche Erbgut aus Gensequenzen, die ursprünglich von Retroviren stammen – von einer Präsenz an Retroviren und Reverser Transkriptase im Menschen muss daher zumindest teilweise ausgegangen werden. [8]

Bei den Prüfungen im Rahmen des Zulassungsverfahrens durch die Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA) gibt es unter anderem Beanstandungen die Qualität der synthetischen mRNA betreffend. So kommt es bei der industriellen Herstellung von mRNA nicht in allen Fällen zur vollständigen Kopie der vorliegenden DNA. Teilweise ist in Stichproben des Impfstoffes auch DNA des SARS-CoV-2-Spike-Proteins enthalten, wo der veranlasste Kopiervorgang unvollständig ablief. Injizierte DNA könnte somit einen Einfluss auf die individuelle DNA haben, sind diese doch kompatibel.[9]

Seit Dezember 2020 wird in Deutschland der mRNA-Impfstoff der deutschen Firma BioNTech in Kooperation mit dem US-amerikanischen Impfstoffhersteller Pfizer angeboten (Comirnaty). Seit Januar 2021 ist auch in Deutschland der mRNA-Impfstoff der US-amerikanischen Firma Moderna erhältlich (COVID-19 Vaccine Moderna). Beide COVID-19-mRNA-Impfstoffe befinden sich in einer bedingten Zulassung (conditional marketing authorization) der Europäischen Arzneimittel-Agentur (EMA) für jeweils ein Jahr.[10][11] Die Laufzeit der Zulassungsstudien ist im offiziellen Studienregister für den Moderna-Impfstoff bis Oktober 2022 angegeben, für den BioNTech/Pfizer-Impfstoff sogar bis Februar 2023.

Quellen:

[1] Pharmazeutische Zeitung: Impfen mit Genen. mRNA-Vakzine, 23.05.2018, https://www.pharmazeutische-zeitung.de/ausgabe-212018/impfen-mit-genen

[2] Arzneimittelbrief:  Zur Entwicklung genetischer Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 – technologische Ansätze sowie klinische Risiken als Folge verkürzter Prüfphasen, November 2020, 

[3] Bundesministerium für Bildung und Forschung: Impfstoffe aus dem Drucker, 27.02.2019, https://www.bmbf.de/de/impfstoffe-aus-dem-drucker-8003.html

[4] Science Media Center: RNA-Impfstoffe: der schnellste Weg zum Impfschutz gegen SARS-CoV-2?, 27.04.2020, 
https://www.sciencemediacenter.de/fileadmin/user_upload/Press_Briefing_Zubehoer/virPB_Transkript_RNA-Impfstoffe.pdf 

[5] Nature: mRNA vaccines – a new era in vaccinology, 12.01.2018, https://www.nature.com/articles/nrd.2017.243

[6] CNBC: Doctors say CDC should warn people the side effects from Covid vaccine shots won’t be ‘a walk in the park’, 23.11.2020, https://www.cnbc.com/2020/11/23/covid-vaccine-cdc-should-warn-people-the-side-effects-from-shots-wont-be-walk-in-the-park-.html

[7] Schweizerische Ärztezeitung: Genetische Impfstoffe gegen COVID-19: Hoffnung oder Risiko?, 01.07.2020, https://saez.ch/article/doi/saez.2020.18982 

[8] Retroviruses: Reverse Transcriptase and the Generation of Retroviral DNA, 1997, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21433342

[9] Europäische Arzneimittel-Agentur: Assessment Report Comirnaty, 19.02.2021, https://www.ema.europa.eu/en/documents/assessment-report/comirnaty-epar-public-assessment-report_en.pdf

[10] Europäische Arzneimittel-Agentur: COVID-19 Vaccine Moderna, Abruf am 18.05.2021, https://www.ema.europa.eu/en/medicines/human/EPAR/covid-19-vaccine-moderna

[11] Europäische Arzneimittel-Agentur: Comirnaty, Abruf am 18.05.2021,
https://www.ema.europa.eu/en/medicines/human/EPAR/comirnaty

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