Wie wirken mRNA- und vektorbasierte Impfstoffe?
Das Wichtigste in Kürze:
- mRNA- und Vektorimpfstoffe nutzen ein anderes Prinzip als bisherige Impfstoffe.
- Sie wurden erstmals während der Corona-Pandemie zugelassen und eingesetzt.
- Durch mRNA-Impfstoffe kann man das menschliche Erbgut nicht verändern, bei Vektorimpfstoffen besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit.
- Die Nebenwirkungen von mRNA- und Vektorimpfstoffen sind mit denen anderer Impfstoffe vergleichbar.
Während der Corona-Pandemie wurden wir alle Zeugen davon, wie ganz neue Impfstoff-Typen erstmals entwickelt und zugelassen wurden. Die mRNA- und Vektor-Impfstoffe gegen das Coronavirus waren für die Eindämmung der Pandemie von wichtiger Bedeutung. Allerdings haben sie auch Skepsis und Vorbehalte in der Bevölkerung hervorgerufen.
Ein ganz neues Prinzip, das so schnell entwickelt wurde – kann das gut gehen?
Inzwischen sind die Impfstoffe sehr vielen Menschen verabreicht worden und die Vor- und Nachteile dieser Impfstoff-Prinzipien sind noch besser verstanden. Aber schauen wir zuerst einmal, wie diese Impfstoffe der neuesten Generation wirken und worin sie sich unterscheiden.
Ein menschliches Protein entsteht
Die menschliche Erbinformation ist als DNA im Zellkern gespeichert und sicher verwahrt. Die DNA kann man sich wie ein großes dickes Kochbuch vorstellen, das sehr viele Rezepte – die Gene – enthält. Soll ein Gen-Rezept „gekocht“ werden (zum Beispiel um ein Enzym oder Hormon herzustellen), so muss die Buchstabenfolge des Gens zuerst in mRNA übersetzt werden. mRNA ist wie eine Abschrift des Gens.
Diese mRNA kann den Zellkern verlassen und wird im Zellplasma von einer Protein-bauenden Maschinerie, den Ribosomen, als Bauplan für das Protein verwendet. Ist die Aufgabe erfüllt – beispielsweise genug des Enzyms hergestellt – wird die mRNA abgebaut und die Bausteine recycelt.
mRNA ist also eine Abschrift eines Gens, die nur begrenzte Zeit in der Zelle genutzt werden kann und auch nur eine kurze Haltbarkeit hat. Sobald sie abgebaut ist, können aus ihr keine neuen Proteine entstehen.
Viren benutzen die Zellen ihres Wirts, um die einzelnen Virusbausteine herstellen zu lassen. Dazu nutzen sie die gleiche Protein-bauende Maschinerie in den Zellen, wie sie für körpereigene Proteine verwendet wird. Auf diese Weise vermehren sich Viren, oder besser: sie lassen sich vermehren. Ein Virus bringt bei einer Infektion seine eigene Erbinformation als RNA oder DNA mit. Diese wird, genauso wie die körpereigene mRNA, in der menschlichen Zelle in Proteine übersetzt, allerdings in Virusproteine: Aus all diesen verschiedenen Virusproteinen entstehen neue Viren. Diese verlassen anschließend die Zelle und können weitere Zellen befallen.
mRNA-Impfstoffe, wie es sie bisher nur gegen das Coronavirus gibt, bedienen sich nur der Protein-bauenden Maschinerie der Zelle.
Im Impfstoff ist die Erbinformation eines einzelnen für unsere Immunabwehr wichtigen Virusproteins in Form einer mRNA enthalten. Diese wird in den Zellen der geimpften Person in das Protein übersetzt.
Die gebildeten Proteine werden dann aus der Zelle herausgeschleust. Dadurch kommen Zellen unseres Immunsystems mit ihnen in Kontakt und erkennen diese Proteine als fremd. Die körpereigene Abwehr reagiert unter anderem mit der Bildung von Antikörpern und Immunzellen.
Findet später einmal eine Infektion mit dem Virus statt, kann der Körper viel schneller reagieren und das Virus eliminieren.
In Deutschland sind zwei mRNA-Impfstoffe zugelassen: BNT162b2 von BioNTech/Pfizer sowie mRNA-1273 von Moderna. Beide funktionieren auf diese Weise.
Vektorbasierte Impfstoffe nutzen ein anderes Verfahren. Ein Stückchen des Virus-Erbguts wird nicht als mRNA, sondern als DNA verwendet. Sie wird in ungefährlichen Transportviren, so genannte Vektoren, verpackt. Die Vektorviren stellen sicher, dass die kleinen Stücke Virus-DNA in die Zelle kommen. Dann läuft der Vorgang ab wie oben beschrieben. Bei dem in Deutschland zugelassenen Vektorimpfstoff von AstraZeneca handelt es sich um ein Schimpansen Adeno-Virus, das sich im Menschen nicht mehr vermehren kann.
