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Die Forschung für mRNA-Techniken gibt es seit 30 Jahren. Karen Ducey / Getty Images
  • Experten sagen, dass die zur Herstellung von COVID-19-Impfstoffen verwendete mRNA-Technik das Potenzial hat, diese Branche zu revolutionieren.
  • Sie sagen, dass die neue Technologie helfen könnte, Impfstoffe gegen Grippe und HIV zu entwickeln.
  • Die mRNA-Technik erstellt ein Signaturmerkmal eines Virus neu und lehrt das Immunsystem, es anzugreifen.

Alle Daten und Statistiken basieren auf öffentlich verfügbaren Daten zum Zeitpunkt der Veröffentlichung. Einige Informationen sind möglicherweise veraltet.

Eine neuartige Technologie für die beiden in den USA vertriebenen COVID-19-Impfstoffe könnte die Entwicklung künftiger Impfstoffe und medizinischer Therapien revolutionieren.

Mehr als 100 COVID-19-Impfstoffe sind in Entwicklung oder in klinischen Studien aber die Impfstoffe von Pfizer-BioNTech und Moderna haben einen gemeinsamen Entwicklungsprozess.

Jeder verwendet eine bahnbrechende Gen-Editing-Technik, die die Messenger-RNA mRNA modifiziert, um eine Immunantwort zu induzieren.

Nach der erfolgreichen Entwicklung des COVID-19-Impfstoffs hat Moderna bereits angekündigt, Impfstoffe für beide zu entwickeln. Grippe und Humanes Immundefizienzvirus HIV mit dieser Technik.

„RNA ist im Grunde biologischer Code oder biologische Software“ Dr. John P. Cooke, ein Arzt-Wissenschaftler des Houston Methodist Hospital und ein Experte für mRNA-Technologie, sagte GesundLinie.

„Sie schreiben den Code sehr schnell und kodieren so ziemlich jedes Protein in der RNA, das die Zellen erzeugen sollen“, sagte er. „Wenn wir diese Software in die Zelle bringen können, folgt die Zelle diesen Anweisungen und macht dasProtein für uns. ”

Im Fall des COVID-19-Impfstoffs ist der mRNA-Strang so programmiert, dass er das „Spike-Protein“ des neuartigen Coronavirus erzeugt, das eine Immunantwort auslöst, die vor einer Begegnung mit dem realen Virus schützen kann.

„Wenn der Impfstoff in Ihren Arm injiziert wird, nehmen Ihre Zellen ihn auf,„ lesen “die mRNA-Sequenz und bilden das Spike-Protein. Weil Ihr eigener Körper keine Proteine ​​hat, die wie dieser Spike aussehen, Ihr ImmunsystemDas System 'sieht' es als gefährlich an und greift es an. “ Mary Kay Bates sagte der leitende Zellkulturwissenschaftler bei Thermo Fisher Scientific gegenüber GesundLinie.

"Und wenn Sie später mit dem Coronavirus infiziert werden, erinnert sich Ihr Immunsystem an dieses Spike-Protein und verfügt immer noch über die richtigen Waffen, um es zu neutralisieren", sagte sie.

Da mRNA-Impfstoffe nur einen kleinen Teil eines Virus reproduzieren müssen und nicht in Zellen produziert und wie herkömmliche Impfstoffe gereinigt werden müssen, können diese mRNA-basierten Impfstoffe viel schneller als frühere Ansätze entwickelt werden.

„Die Hauptvorteile von mRNA-basierten Impfstoffplattformen sind ihre Fähigkeit, sich schnell an verschiedene Krankheiten anzupassen, da die Produktion des Zielantigens an Wirtszellen ausgelagert wird, was bedeutet, dass nur die genetische Sequenz des Antigens bekannt sein musseinen Impfstoffkandidaten zu entwerfen “, sagte Michael Haydock Senior Director bei Informa Pharma Intelligence, einem Unternehmen für pharmazeutische Analysen und Marketing.

Wie schnell?

Die Zeit zwischen dem Teilen der genetischen Sequenz von SARS-CoV-2 durch die chinesische Regierung und dem Versand ihres Impfstoffkandidaten durch Moderna an die US National Institutes of Health NIH für Phase-1-Studien betrug nur 44 Tage, sagte Haydock gegenüber GesundLinie.

Während diese mRNA-Technik plötzlich weltweite Aufmerksamkeit erlangt hat, wurde das Verfahren seit fast 30 Jahren erforscht und entwickelt.

"Es gibt drei wichtige Fortschritte, die Moderna, Pfizer-BioNTech und ähnliche Impfstoffe gegen das SARS-CoV-2-Virus möglich gemacht haben", sagte Bates.

„Die erste Technologie ist die Chemie, mit der die mRNA-Sequenz erstellt wird, die sie stabiler macht mRNA ist sehr zerbrechlich und leicht zu zerstören, während der zweite Fortschritt das Lipid-Nanopartikel ist, das die mRNA zum Schutz beschichtet - diese Technologie wurde in entwickeltdie neunziger Jahre “, sagte sie.

Die dritte ist die Technologie zur Stabilisierung eines bestimmten Proteins in einem Virus, wie z. B. das vor etwa einem Jahrzehnt entwickelte Spike-Protein in COVID-19.

Viren sind sehr knifflig und können ihr Aussehen verändern “, sagte Bates.

„Dieses Spike-Protein ändert seine Form vor und nach der Infektion einer Zelle, sodass die Stabilisierung die„ Reisekleidung “bewahrt, die das Virus trägt, wenn es sich im Körper bewegt, und sicherstellt, dass das Spike-Protein aus dem Impfstoff genauso aussieht wie es istwenn das Virus am ansteckendsten ist “, sagte sie.

"Die Menschen haben den möglichen Nutzen von mRNA seit Jahren erkannt, aber COVID hat diese Forschung sehr schnell vorangetrieben", sagte Dr. Alexa B. Kimball, der Chief Executive Officer der Ärzte der Harvard Medical Faculty am Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston.

Modernas Forschung zu Grippe- und HIV-Impfstoffen wird wahrscheinlich die Vorteile des mRNA-Kodierungsprozesses auf unterschiedliche Weise nutzen.

„Die Herausforderungen für Grippe und HIV sind unterschiedlich“, sagte Kimball zu GesundLinie. „Bei Grippe besteht die Herausforderung darin, mit den Virusstämmen Schritt zu halten, da sie sich leicht ändern und dann schnell produziert werden könnenbeschleunigen neue Versionen des Impfstoffs. ”

„Bei HIV kann sich das Virus gut vor der Immunantwort verstecken, und es gibt viele verschiedene Stämme. Daher besteht ein Teil der Herausforderung darin, ein Stück davon zu finden, das nachgeahmt werden kann“, fügte sie hinzu. „Neue Versionen von mRNA-Impfstoffen mit stärkeren Signalenund eine Verstärkung könnte helfen, dieses Problem zu bekämpfen. “

So transformativ ein Impfstoff gegen HIV und Grippe auch sein mag, mRNA hat auch das Potenzial, einen Messingring in der modernen Medizin zu beanspruchen: ein Heilmittel gegen Krebs.

"Krebs kann sich vermehren, metastasieren und töten, weil sie sich der Immunüberwachung entziehen. Das heißt, sie entziehen sich den weißen Blutkörperchen, die Krebs loswerden sollen", sagte Cooke.

"Jeder Krebs ist anders, weil Krebs zum großen Teil von zellulären Mutationen herrührt und Mutationen von Tumor zu Tumor oft sehr unterschiedlich sind. Jeder Mensch hat seinen eigenen Tumor", sagte er.

Wissenschaftler, die mRNA zur Behandlung von Krebs verwenden, würden den Tumor einer Person sequenzieren und nach einzigartigen Oberflächenproteinen im Krebs suchen, die das körpereigene Immunsystem zum Angriff anweisen können.

"Mit RNA ist es möglich, Krebsimpfstoffe zu personalisieren", sagte Cooke.

Trotz jahrzehntelanger Entwicklung stehen mRNA-Therapien kurz vor dem Start.

„mRNA-Impfstoffprodukte hatten zuvor keine behördliche Zulassung für die Anwendung beim Menschen erhalten, da im Allgemeinen keine klinischen Studien für diesen Ansatz durchgeführt wurden und logistische Hindernisse hinsichtlich der Stabilität und Abgabe von Produkten bestehen.“ Cliodhna McDonough-Stevens sagte ein Anwalt für regulatorische Biowissenschaften bei Fieldfisher gegenüber GesundLinie.

"Mit der Zunahme von mRNA-Produkten im Impfstoffbereich werden wahrscheinlich spezifischere Leitlinien entwickelt, die bei der Herstellung und Bewertung neuer mRNA-Impfstoffe helfen sollen", sagte sie.

Mit anderen Worten, die Türen stehen jetzt für weitere Experimente und die Entwicklung der Behandlung weit offen.

„Ich denke, wir stehen am Beginn einer völlig neuen therapeutischen Arena“, sagte Cooke. „Es wird eine völlig neue Branche und es wird uns unbegrenzte Möglichkeiten geben, Krankheiten zu behandeln, die nicht austauschbar waren. RNA wird es uns ermöglichenviele zu behandeln, die bisher unbehandelbar waren. ”