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Man kann mit Sicherheit sagen, dass die meisten Menschen vor der Entwicklung der Impfstoffe von Pfizer-BioNTech und Moderna COVID-19 seit dem naturwissenschaftlichen Unterricht in der Schule – wenn überhaupt – nicht mehr über Boten-RNA oder mRNA nachgedacht haben. Das Molekül spielt eine zentrale Rolle im Körper, da es die Rezepte für die Herstellung verschiedener Proteine zu den Teilen der Zellen bringt, die sie produzieren. Aber „mRNA“ war nicht gerade ein geläufiger Begriff, bis Pfizer-BioNTech und Moderna die Kraft des genetischen Materials nutzten, um dem Körper beizubringen, ein Stück eines auf der Oberfläche des COVID-19-Virus gefundenen Proteins herzustellen und ihn so zu trainieren, das echte Virus zu bekämpfen, falls es angreifen sollte.
Die enorme „Wirksamkeit“ von COVID-19-Impfstoffen auf mRNA-Basis hat viel Aufsehen erregt, da sie auch für Impfstoffe gegen andere Krankheiten verwendet werden könnten. Und Impfstoffe könnten erst der Anfang sein. Im vergangenen Monat nutzten Forscher mRNA, um die CRISPR-Geneditierungstechnologie einzusetzen, mit der eine seltene genetische Krankheit beim Menschen dauerhaft behandelt werden könnte – ein Fortschritt, der nach Ansicht von Experten weit über die Behandlung einer einzelnen Krankheit hinausgeht.
Die medizinisch-wissenschaftliche Forschung mit CRISPR – einem System, das es Wissenschaftlern ermöglicht, bestimmte genetische Informationen im Körper hinzuzufügen, zu entfernen oder zu verändern – hat in den letzten Jahren bereits große Fortschritte gemacht. Forscher haben gezeigt, dass es möglich ist, Blindheit und Sichelzellenanämie zu heilen und genetische Krankheiten bei Tieren zu behandeln. Eine neue Arbeit, die im Juni im New England Journal of Medicine veröffentlicht wurde, markiert jedoch das erste Mal, dass CRISPR nachweislich eine genetische Störung behandeln kann, wenn es direkt an menschliche Patienten verabreicht wird.
In diesem Fall wurde die Technologie zur Behandlung von Transthyretin-Amyloidose eingesetzt, einer genetischen Erkrankung, bei der die Leber der Betroffenen ein Protein produziert, das schließlich toxische Werte erreicht. Die Prävalenz der Krankheit variiert je nach demografischer Situation der Patienten – sie betrifft etwa einen von 100 000 Amerikanern europäischer Abstammung, in Nordportugal jedoch nur einen von 538 Menschen – und kann an künftige Generationen weitergegeben werden. Es gibt zwar Medikamente, die den Patienten helfen können, die Krankheit in den Griff zu bekommen, doch das Ziel der neuen Forschung war es, das Problem an der Wurzel zu packen.
„Um sich den Einsatz von [CRISPR] als Therapie für Menschen vorstellen zu können, muss man herausfinden, wie man diese Editierwerkzeuge in die Zellen bekommt, die man zu reparieren versucht. Hier kommt die Boten-RNA ins Spiel“, erklärt Daniel Anderson, Professor für Chemieingenieurwesen am Massachusetts Institute of Technology und Mitbegründer von CRISPR Therapeutics, das die CRISPR-Technologie zur Entwicklung von Medikamenten nutzt. Anderson war nicht an der Forschung beteiligt.
Das Forscherteam unter der Leitung von Dr. Julian Gillmore, einem Amyloidose-Experten am Royal Free Hospital in Großbritannien, programmierte mRNA so, dass sie Anweisungen zur Genveränderung an die Leber lieferte und den für die Produktion des giftigen Proteins verantwortlichen Teil ausschaltete. Nach einer einmaligen Injektion des Medikaments kam es bei drei der sechs Studienteilnehmer zu einem fast vollständigen Rückgang der Proteinproduktion; bei den übrigen drei Personen, die eine geringere Dosis erhielten, waren die Ergebnisse weniger dramatisch. Es wird noch einige Monate dauern, um zu sehen, ob sich diese Erfolge auch in einer Linderung der Symptome niederschlagen, aber die ersten Ergebnisse sind vielversprechend. (Die Arbeit wurde von den Pharmaunternehmen Intellia Therapeutics und Regeneron finanziert, die das injizierbare CRISPR-Medikament herstellen).
Wie Dr. John Leonard, Präsident und CEO von Intellia, es ausdrückt: „mRNA ist ein Weg, die CRISPR-Genbearbeitung zum Leben zu erwecken. CRISPR ist das Arbeitspferd, die mRNA kodiert es.“
Theoretisch könnte die gleiche Technologie auch zur Behandlung von Krankheiten jenseits der Transthyretin-Amyloidose eingesetzt werden. „Es gibt eine ganze Reihe von Erkrankungen der Leber, bei denen dies auf analoge Weise funktionieren könnte“, sagt Dr. Kenneth Chien, Seniorprofessor für kardiologische Forschung am schwedischen Karolinska Institutet und Mitbegründer von Moderna Therapeutics, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Der wichtigste Aspekt dabei ist, dass die Technologie wiederverwendet werden kann.
Chien glaubt seit mehr als einem Jahrzehnt an das Potenzial der mRNA für die Arzneimittelentwicklung. Bei der Gründung von Moderna im Jahr 2010 war das Hauptziel die Entwicklung von mRNA-basierten Medikamenten, nicht von Impfstoffen. (Chien arbeitet nicht mehr bei Moderna und ist jetzt Berater des Pharmariesen AstraZeneca.) Er arbeitet weiterhin an einem mRNA-basierten Medikament, von dem er hofft, dass es irgendwann zur Behandlung von Herzerkrankungen eingesetzt werden kann.
Die Schwierigkeit besteht laut Leonard darin, herauszufinden, wie man ein Medikament in verschiedene Gewebe bringt, da die Strategie für die Verabreichung von CRISPR-basierten Therapeutika je nach Ziel variiert. Die neue Forschung bietet eine Blaupause für Erkrankungen der Leber, und Leonard glaubt, dass ähnliche Ansätze in naher Zukunft auch für Knochenmark, Nervensystem und Muskelkrankheiten verwendet werden könnten. Die Liste ließe sich theoretisch noch verlängern, solange die Forscher die Verabreichung feinabstimmen können.
„COVID [Impfstoffe] sind ein großer Erfolg für mRNA, und wenn sie nichts anderes bewirken, ist das großartig“, sagt Chien. „Ich denke jedoch, dass das nächste Kapitel der mRNA genauso aufregend sein wird, wenn nicht sogar noch aufregender, als die Geschichte der mRNA-Impfstoffe.