mRNA-Impfstoffe 
Der Erfolg gegen Corona war erst der Anfang 

Die mRNA-Impfstoffe haben in der Covid-Pandemie Glanzlichter gesetzt wie kaum eine andere medizinische Innovation der jüngeren Zeit. Innerhalb weniger Monate waren hochwirksame Vakzine verfügbar – ein wissenschaftlicher Kraftakt. Nun wird klar: Der große Corona-Erfolg war erst der Anfang. Impfstoffe gegen weitere Erreger stecken in den Startlöchern. Außerdem arbeiten Forschende daran, die Verpackung der mRNA zu verbessern, die RNA zu stabilisieren und Alternativen zur Spritze zu entwickeln. Wo könnte die Technologie zum Gamechanger werden? 

Der Erfolg gegen COVID-19 war groß – aber er markiert eher den Anfang als den Höhepunkt der Entwicklung. mRNA-Impfstoffe funktionieren grundlegend anders als klassische Tot- oder Lebend-Impfstoffe. Sie enthalten keine Virusteile, sondern lediglich den Bauplan für ein Stück des Erregers, einzelne Proteine. Körperzellen produzieren dieses Protein – das Immunsystem lernt daran, den Erreger zu erkennen.

Der große Vorteil liegt in der Geschwindigkeit. Sobald die genetische Sequenz eines Virus bekannt ist, lässt sich ein mRNA-Kandidat am Computer designen. Produktionsprozesse sind standardisiert; angepasst wird im Wesentlichen nur die Sequenz. Das erklärt, warum innerhalb weniger Monate nach Bekanntwerden von SARS-CoV-2 Impfstoffe zur Verfügung standen. 

Auch die Wirksamkeit war – zumindest in der ersten Phase – hoch. Die Impfungen konnten zwar die Ansteckung nicht zuverlässig verhindern, dafür aber schwere Verläufe und damit lang anhaltende Gesundheitsbelastungen. Diese Kombination aus Tempo und Effektivität hat die Technologie ins Zentrum der Impfstoffforschung gerückt.

Schon bei der Impfkampagne gegen Covid wurde klar: Es gab mehr Reaktogenitäten, wie Fachleute sagen. Der „Impfarm“ oder Abgeschlagenheit: Solche direkten Impfreaktionen – das hat sich unlängst auch bei klinischen Studien für einen mRNA-Impfstoff gegen die Influenza-Grippe gezeigt – fallen bei dieser Art von Vakzinen etwas heftiger aus als bei herkömmlichen Impfstoffen. Doch „länger anhaltende Nebenwirkungen sind sehr selten“, sagt die Virologin Ulrike Protzer von der Technischen Universität und dem Helmholtz-Zentrum München.

Zwei Nebenwirkungen stechen allerdings hervor: mRNA-Impfstoffe können in seltenen Fällen eine Herzmuskelentzündung auslösen, insbesondere bei jungen Männern. Die meisten Fälle verliefen allerdings mild und heilten folgenlos aus. Ebenfalls sehr selten klagen Geimpfte über ein sogenanntes Post-Vac-Syndrom, ein Krankheitsbild, das immer noch schlecht beschrieben ist. Es ähnelt in den Symptomen sehr stark Long-Covid, tritt allerdings ebenfalls bei den Impfungen viel seltener auf als nach einer Corona-Infektion. 

Was genau Post-Vac ausmacht, welche Mechanismen im Körper ablaufen, liegt noch weitgehend im Dunkeln. Vermutlich lösen entzündliche Prozesse im Körper diese unerwünschten Nebenwirkungen aus. Bei den Herzmuskelentzündungen haben einige Forschende den Verdacht, dass eine Ursache die Lipid-Nanopartikel sein könnten, jene Moleküle, in denen die mRNA verpackt ist.

mRNA ist ein empfindliches Molekül. Es zerfällt bei Zimmertemperatur und an der Luft binnen kürzester Zeit. Darum verpacken Forschende sie in Lipid-Nanopartikel – winzige Fettkügelchen, die die RNA zu den Zellen bringen und einschleusen. Genau hier liegt ein Ansatzpunkt für Verbesserungen. 

Neue Lipid-Formulierungen sollen gezielter wirken und weniger Nebenwirkungen verursachen. Besonders weit sind die Verbesserungen bei den sogenannten Polyethylenglykol-modifizierten Lipiden (PEGs). Außerhalb des Körpers wollen winzige Fetttröpfchen wie die Lipid-Nanopartikel zu größeren Tropfen zusammenfließen. Das können die PEGs verhindern. Im Körper des Menschen verbergen sie den Impfstoff vor dem Immunsystem. Dadurch bringen die PEGs die RNA sicher zu den Zellen.

Allerdings verursachen sie gleichzeitig Probleme. Sie können Reaktionen des Immunsystems auslösen – bis hin zum anaphylaktischen Schock. Firmen haben sogenannte randomisierte PEGs entwickelt, die das Immunsystem kalt lassen. 

Parallel arbeiten Forschende an Verbesserungen der RNA-Struktur. Ringförmige Varianten könnten stabiler sein. Selbstreplizierende RNA wiederum vervielfältigt sich in der Zelle – deshalb genügt eine geringere Dosis. Das könnte Kosten senken und Nebenwirkungen reduzieren. 

Ein weiterer Entwicklungsschritt betrifft die Art der Verabreichung. Bisher werden mRNA-Impfstoffe in den Armmuskel gespritzt. Doch viele Erreger – auch Corona, Influenza oder RSV – dringen über die Schleimhäute in der Nase und den Lungen ein. Eine Impfung per Inhalation könnte dort direkt eine Immunantwort auslösen. 

Der Vorteil: Es entstehen andere Antikörper als nach einem Pieks. Die Immunzellen in der Schleimhaut bilden Immunglobulin A, es entsteht eine sogenannte mukosale Immunität. Wenn Tröpfchen mit einem Erreger auf die Schleimhaut treffen, können die Gedächtniszellen in der Schleimhaut dafür sorgen, dass dieses Immunglobulin A sehr schnell die eintreffenden Viren bekämpft und eine Infektion ausbleibt.

Hinzu kommt ein logistischer Aspekt: Forschende arbeiten daran, die mRNA-Impfstoffe in Pulver einzubetten. Das ließe sich einfacher transportieren und lagern - bei Zimmertemperatur statt bei minus 70 Grad Celsius, wie bei den COVID-19-Impfstoffen. Für Regionen mit schwacher Infrastruktur wäre das ein erheblicher Vorteil. 

Nach COVID-19 richtet sich der Blick auf andere Erreger. Gegen das Respiratorische Synzytial-Virus (RSV) sind mRNA-Impfstoffe bereits zugelassen. Für Vakzine gegen die Erreger der Influenza-Grippe laufen bereits klinische Studien. Bisher müssen Grippeimpfstoffe Monate im Voraus produziert werden. mRNA-Impfstoffe könnten schneller angepasst werden, falls sich Virusvarianten kurzfristig ändern. Das würde den Schutz verbessern. 

Komplexer ist die Lage bei Malaria oder HIV. Beide Erreger stellen das Immunsystem vor besondere Herausforderungen. Klassische Impfstoffstrategien sind bislang nur begrenzt erfolgreich. Die mRNA-Technologie ermöglicht es, mehrere Antigene gezielt zu kombinieren oder spezifische Immunreaktionen auszulösen. Ob das genügt, bleibt abzuwarten – doch die Flexibilität gilt als entscheidender Vorteil.

Ein besonders innovatives Feld ist die Onkologie. Hier geht es nicht um Infektionserreger, sondern um Tumore mit individuellen genetischen Veränderungen. Personalisierte mRNA-Impfstoffe könnten exakt jene Mutationen adressieren, die in einem bestimmten Tumor vorkommen. Statt unspezifischer Chemotherapie würde das Immunsystem gezielt trainiert. Erste Studien laufen.