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mRNA-Impfungen: Durchbruch einer lang erforschten Technologie

Lange Zeit fristete die praktische Anwendung von mRNA in der Forschungswelt ein Schattendasein. Obwohl bereits seit 30 Jahren daran gearbeitet wird, schaffte die Technik erst mit der Markteinführung der mRNA-Impfstoffe gegen das Coronavirus den Durchbruch. Und das Potenzial dieser Technologie ist noch lange nicht ausgeschöpft.

2. Wie ein mRNA-Impfstoff funktioniert

Die mRNA spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Proteinen: Diese werden rund um die Uhr zu Hunderttausenden in unseren Zellen produziert. Proteine sind die Bausteine und Werkzeuge unserer Zellen, damit diese ihre verschiedenen Aufgaben in unserem Körper erfüllen können. Die mRNA ist dabei der Bote, der die Protein-Baupläne vom Zellkern zur «Protein-Werkstatt», den sogenannten Ribosomen, transportiert, die die Proteine schliesslich herstellen.

Bereits 1969 fanden Forschende heraus, wie man mRNA im Labor herstellen kann. Dieses Wissen nutzen sie nun für die Herstellung von mRNA-Impfstoffen: Sie stellen im Labor die mRNA mit dem Bauplan z.B. für das Spike-Protein her und schmuggeln diese mRNA per Impfung in die Zellen.

Normalerweise zerstört unser Immunsystem fremde mRNA, die in unseren Körper eindringen möchte. Damit dies der Impf-mRNA nicht widerfährt, ist sie von einer schützenden Fetthülle (Lipidhülle) umgeben. So lässt sich der Impfstoff unerkannt in unsere Zellen schleusen. Dort angekommen, produzieren unsere Zellen das Spike-Protein des Sars-CoV-2-Virus. Und nun kommt unser Immunsystem zum Zug: Es erkennt das Spike-Protein als fremden Eindringling und bildet sogleich Antikörper. Und noch mehr: Für einen längerfristigen Schutz legt das Immunsystem eine Erinnerung in Form von Gedächtniszellen ab: Dringt nun das echte Virus in unseren Körper ein, weiss das Immunsystem, welche Antikörper vor dem Virus schützen.

mRNA-Impfstoffe sind im Vergleich zu anderen Impfstoffarten relativ einfach im Labor herzustellen. Damit haben sie den grossen Vorteil, dass davon in kurzer Zeit relativ viele Dosen bereitgestellt werden können. Zudem bietet die mRNA-Technologie die Möglichkeit, Impfungen zu kombinieren. So könnte beispielsweise die jährliche Grippe-Impfung mit der Sars-CoV-2- und weiteren Impfungen kombiniert und über eine einzige Injektion verimpft werden.[3]

Die Filmsequenz von Swissmedic zeigt im Detail, wie ein mRNA-Impfstoff funktioniert: https://vimeo.com/491313737

mRNA – der Bauplan-Transport in unserem Körper

Ob jemand blond, brünett, schwarz- oder rothaarig ist, hängt von unseren Genen ab: Denn viele unserer Merkmale – darunter auch die Haarfarbe – sind in unseren Genen gespeichert. Ein Gen entspricht dabei einem Abschnitt auf unserer DNA.

Jedes Gen enthält den Plan für ein bestimmtes Protein. Die Proteine wiederum dienen unseren Zellen als Werkzeuge, damit sie ihre verschiedenen Aufgaben in unserem Körper erfüllen können: Sie erkennen Signalstoffe, sind für die Zellbewegung verantwortlich, ermöglichen biochemische Reaktionen und transportieren Moleküle (z. B. Sauerstoff im Blut).

Damit unsere Zellen aber den DNA-Bauplan überhaupt lesen und die Proteine bauen können, müssen sie die DNA-Sprache in eine Protein-Sprache «übersetzen».[4] Dafür stellt unser Körper eine Abschrift unseres DNA-Bauplans her: die mRNA. RNA – die drei Buchstaben stehen für Ribonukleinsäure. Das m für messenger – zu Deutsch: Bote.[5]

Siehe dazu auch das Kapitel Genetik – eine Reise zu unseren Genen


[3] https://www.blick.ch/wirtschaft/moderna-ceo-stephane-bancel-49-ueber-die-neuste-mrna-technik-die-lebenserwartung-wird-spuerbar-steigen-id16852999.html?utm_source=campaign&utm_medium=email&utm_campaign=share-button&utm_term=blick_app_ios
[4]Quelle zur DNA: https://www.simplyscience.ch/teens-liesnach-archiv/articles/was-ist-dna.html
[5] Quelle zu Zusammenhang DNA/RNA: https://naturwissenschaften.ch/synthetic-biology-explained/what_is_synthetic_biology_/elements/genes_and_genetic_code