Meilenstein Nukleosid-modifizierte mRNA
Jahrelange Forschung bildete die Grundlage für die schnelle Entwicklung der COVID-19-mRNA-Impfstoffe
Der Einsatz von mRNA in der Medizin ist ein Forschungsgebiet, das die Wissenschaft nicht erst seit dem Auftreten von SARS-CoV-2 beschäftigt.1 Die Welt profitierte entscheidend davon, dass die Grundlagen der allgemeinen mRNA-Technologie bereits vor 40 Jahren geschaffen wurden.1 Auf Basis dieser Forschungen konnten Hersteller in kürzester Zeit Impfstoffe entwickeln und herstellen.
Abbildung: Meilensteine der mRNA-Technologie2-4
Modifiziertes Nukleosid als möglicher Schlüssel zur besseren Immunantwort
Die mRNA liegt als Einzelstrang vor und wird von einem Zuckergerüst zusammengehalten. Grundlegende Bausteine der mRNA sind die sogenannten Nukleoside, die aus einem Zuckermolekül plus einer stickstoffhaltigen Base bestehen. In der menschlichen mRNA gibt es 4 unterschiedliche Basen. Eine dieser Basen ist Uracil, die mit dem Zuckermolekül das Nukleosid Uridin bildet. In den aktuell zugelassenen COVID-19-mRNA-Impfstoffen wurde dieses Nukleosid in den Sequenzen der mRNA, die für die Ausbildung des Spike-Proteins zuständig sind, chemisch verändert. Das eigentliche Nukleosid Uridin wurde durch ein sogenanntes Pseudouridin ersetzt.2 Man spricht hier von Nukleosid-modifiziert.
Dieser Nukleosid-Austausch kann ein Grund dafür sein, dass modifizierte COVID-19-mRNA-Impfstoffe in klinischen Studien im Vergleich zu einer besseren Immunantwort führten als nicht-modifizierte COVID-19-mRNA-Impfstoffe.2
Abbildung: Wenige Veränderungen machen aus einer natürlichen mRNA mit Uridin (links) eine modifizierte mRNA mit Pseudouridin, wie sie in den mRNA-Impfstoffen verwendet wird (rechts).5
mRNA-Forschung: ein Thema mit Nobelpreispotenzial
Eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der mRNA-Technologie spielten Wissenschaftler:innen wie Katalin Karikó, Drew Weissmann und Pieter Cullis.6 Den Wissenschaftler:innen gelang die gezielte Veränderung von RNA-Molekülen, sodass diese einerseits gut von menschlichen Zellen aufgenommen werden konnten und andererseits eine ausreichend gute Immunantwort auslösen konnten. Die an der Erforschung der mRNA-Technologie beteiligten Wissenschaftler:innen werden daher auch als Kandidat:innen für einen Nobelpreis gehandelt.6
Quellen
1 López Lloreda C. Messenger RNA vaccine pioneer Katalin Karikó shares her long journey to Covid-19 vaccines. STAT 2021. (Letzter Zugriff am 22.03.2023)
2 Morais P et al. Front Cell Dev Biol 2021;9:789427. doi: 10.3389/fcell.2021.789427
3 Gina Kolata. Kati Kariko helped shield the world from the Coronavirus. The New York Times. (Letzter Zugriff am 22.03.2023)
4 Sahin U. et al. Nat Rev Drug Discov 2014; 13:759–780. doi: 10.1038/nrd4278
5 Nance D. et al. ACS Cent Sci. 2021; 7(5): 748–756. doi: 10.1021/acscentsci.1c00197
6 Dolgin E. Nature 2021;597(7876):318-324. doi: 10.1038/d41586-021-02483-w.
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