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== Eigenschaften ==
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Um die RNA in die Zelle einzuschleusen, wird sie mit einem [[Transfektion]]sreagenz injiziert oder [[Elektroporation|elektroporiert]]. Als Transfektionsreagenz werden [[Lipide]] (damit entstehen [[Lipide|Lipid]]-[[Nanopartikel]], LNP), Proteine oder [[Polymer]]e verwendet.<ref name="Poveda">C. Poveda, A. B. Biter, M. E. Bottazzi, U. Strych: ''Establishing Preferred Product Characterization for the Evaluation of RNA Vaccine Antigens.'' In: ''Vaccines.'' Band 7, Nummer 4, September 2019, S.&nbsp;, {{DOI|10.3390/vaccines7040131}}, PMID 31569760, {{PMC|6963847}}.</ref> Durch die Herstellung des Antigens im [[Zytosol]] der Zelle erfolgt nach Zerlegung durch [[Protease]]n eine [[Antigenpräsentation|Präsentation]] der [[Epitop]]e des Antigens auf [[MHC I]] (erzeugt eine [[zelluläre Immunantwort]]) und auf [[MHC II]] (erzeugt eine [[humorale Immunantwort]]).<ref>T. Kramps, K. Elbers: ''Introduction to RNA Vaccines.'' In: ''Methods in molecular biology.'' Band 1499, 2017, S.&nbsp;1–11, {{DOI|10.1007/978-1-4939-6481-9_1}}, PMID 27987140.</ref> Wenn als Antigen ein [[Membranprotein]] verwendet wird, erfolgt zusätzlich eine Präsentation des Membranproteins auf der [[Zelloberfläche]]. Eine [[Cap-Struktur]] am 5'-Ende der mRNA und ein [[untranslatierter Bereich]] jeweils am 5'- und 3'-Ende erhöht die [[biologische Halbwertszeit]] der mRNA, bevor sie durch [[RNasen]] abgebaut wird, wodurch mehr Antigen gebildet wird.<ref name="Poveda" /> Eine begrenzte Verlängerung der biologischen Halbwertszeit und somit eine Erhöhung der Antigenerzeugung wird durch replizierbare mRNA ([[samRNA]]) erreicht.<ref name="Poveda" />
Um die RNA in die Zelle einzuschleusen, wird sie mit einem [[Transfektion]]sreagenz injiziert oder [[Elektroporation|elektroporiert]]. Als Transfektionsreagenz werden [[Lipide]] (damit entstehen [[Lipide|Lipid]]-[[Nanopartikel]], LNP), Proteine oder [[Polymer]]e verwendet.<ref name="Poveda">C. Poveda, A. B. Biter, M. E. Bottazzi, U. Strych: ''Establishing Preferred Product Characterization for the Evaluation of RNA Vaccine Antigens.'' In: ''Vaccines.'' Band 7, Nummer 4, September 2019, S.&nbsp;, {{DOI|10.3390/vaccines7040131}}, PMID 31569760, {{PMC|6963847}}.</ref><ref>T. Démoulins, P. C. Englezou, P. Milona, N. Ruggli, N. Tirelli, C. Pichon, C. Sapet, T. Ebensen, C. A. Guzmán, K. C. McCullough: ''Self-Replicating RNA Vaccine Delivery to Dendritic Cells.'' In: ''Methods in molecular biology.'' Band 1499, 2017, S.&nbsp;37–75, {{DOI|10.1007/978-1-4939-6481-9_3}}, PMID 27987142.</ref> Durch die Herstellung des Antigens im [[Zytosol]] der Zelle erfolgt nach Zerlegung durch [[Protease]]n eine [[Antigenpräsentation|Präsentation]] der [[Epitop]]e des Antigens auf [[MHC I]] (erzeugt eine [[zelluläre Immunantwort]]) und auf [[MHC II]] (erzeugt eine [[humorale Immunantwort]]).<ref>T. Kramps, K. Elbers: ''Introduction to RNA Vaccines.'' In: ''Methods in molecular biology.'' Band 1499, 2017, S.&nbsp;1–11, {{DOI|10.1007/978-1-4939-6481-9_1}}, PMID 27987140.</ref> Wenn als Antigen ein [[Membranprotein]] verwendet wird, erfolgt zusätzlich eine Präsentation des Membranproteins auf der [[Zelloberfläche]]. Eine [[Cap-Struktur]] am 5'-Ende der mRNA und ein [[untranslatierter Bereich]] jeweils am 5'- und 3'-Ende erhöht die [[biologische Halbwertszeit]] der mRNA, bevor sie durch [[RNasen]] abgebaut wird, wodurch mehr Antigen gebildet wird.<ref name="Poveda" /> Eine begrenzte Verlängerung der biologischen Halbwertszeit und somit eine Erhöhung der Antigenerzeugung wird durch replizierbare mRNA ([[samRNA]]) erreicht.<ref name="Poveda" />


== Vergleich mit anderen Impfstofftypen ==
== Vergleich mit anderen Impfstofftypen ==

Version vom 23. April 2020, 22:54 Uhr

Ein RNA-Impfstoff ist ein Impfstoff, dessen Wirkmechanismus auf RNA beruht. Die RNA (meistens eine mRNA) codiert für ein Protein, das in einer Zelle per Translation hergestellt wird und als Antigen wirkt.[1]

Eigenschaften

Um die RNA in die Zelle einzuschleusen, wird sie mit einem Transfektionsreagenz injiziert oder elektroporiert. Als Transfektionsreagenz werden Lipide (damit entstehen Lipid-Nanopartikel, LNP), Proteine oder Polymere verwendet.[2][3] Durch die Herstellung des Antigens im Zytosol der Zelle erfolgt nach Zerlegung durch Proteasen eine Präsentation der Epitope des Antigens auf MHC I (erzeugt eine zelluläre Immunantwort) und auf MHC II (erzeugt eine humorale Immunantwort).[4] Wenn als Antigen ein Membranprotein verwendet wird, erfolgt zusätzlich eine Präsentation des Membranproteins auf der Zelloberfläche. Eine Cap-Struktur am 5'-Ende der mRNA und ein untranslatierter Bereich jeweils am 5'- und 3'-Ende erhöht die biologische Halbwertszeit der mRNA, bevor sie durch RNasen abgebaut wird, wodurch mehr Antigen gebildet wird.[2] Eine begrenzte Verlängerung der biologischen Halbwertszeit und somit eine Erhöhung der Antigenerzeugung wird durch replizierbare mRNA (samRNA) erreicht.[2]

Vergleich mit anderen Impfstofftypen

Im Gegensatz zu DNA-Impfstoffen werden RNA-Impfstoffe nicht in den Zellkern transportiert und sind nicht vom Import in den Zellkern und von der Transkription abhängig.[2] Es besteht im Gegensatz zu DNA-Impfstoffen auch keine Gefahr einer Insertion in die genomische DNA[1] oder, aufgrund der vergleichsweise kurzen biologischen Halbwertszeit von RNA, eines dauerhaften Verbleibs in der Zelle.[2] Im Gegensatz zu attenuierten Impfstoffen kann keine Reversion zu einem Pathogen auftreten, da nur einzelne Bestandteile eines Pathogens verwendet werden.[2] Allerdings kann die RNA über die Aktivierung der angeborenen Immunantwort eine übermäßige Immunreaktion auslösen.[2][5] Um eine übermäßige Immunreaktion zu minimieren, sollen die mRNA-Impfstoffsequenzen diejenigen nachahmen, die von Säugetierzellen produziert werden.[6] Weiterhin können abgebrochene Transkripte und RNA-Interferenz (gegen doppelsträngige RNA) die Wirkdauer mindern.[2] Daher ist eine mehrstufige RNA-Reinigung notwendig.[2][7]

Klinische Studien

Verschiedene RNA-Impfstoffe sind Impfstoffkandidaten bei der Entwicklung eines Coronavirusimpfstoffs. Am 22. April 2020 wurde vom Paul-Ehrlich-Institut erstmals in Deutschland eine klinische Studie der Firma BioNTech für einen solchen Impfstoff genehmigt.[8] Weiterhin werden RNA-Impfstoffe zur Verwendung als Influenzaimpfstoff in klinischen Studien untersucht.[9]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b Rein Verbeke, Ine Lentacker, Stefaan C. De Smedt, Heleen Dewitte: Three decades of messenger RNA vaccine development. In: Nano Today. 28, 2019, S. 100766, doi:10.1016/j.nantod.2019.100766.
  2. ↑ a b c d e f g h i C. Poveda, A. B. Biter, M. E. Bottazzi, U. Strych: Establishing Preferred Product Characterization for the Evaluation of RNA Vaccine Antigens. In: Vaccines. Band 7, Nummer 4, September 2019, S. , doi:10.3390/vaccines7040131, PMID 31569760, PMC 6963847 (freier Volltext).
  3. ↑ T. Démoulins, P. C. Englezou, P. Milona, N. Ruggli, N. Tirelli, C. Pichon, C. Sapet, T. Ebensen, C. A. Guzmán, K. C. McCullough: Self-Replicating RNA Vaccine Delivery to Dendritic Cells. In: Methods in molecular biology. Band 1499, 2017, S. 37–75, doi:10.1007/978-1-4939-6481-9_3, PMID 27987142.
  4. ↑ T. Kramps, K. Elbers: Introduction to RNA Vaccines. In: Methods in molecular biology. Band 1499, 2017, S. 1–11, doi:10.1007/978-1-4939-6481-9_1, PMID 27987140.
  5. ↑ K. Karikó, H. Muramatsu, J. Ludwig, D. Weissman: Generating the optimal mRNA for therapy: HPLC purification eliminates immune activation and improves translation of nucleoside-modified, protein-encoding mRNA. In: Nucleic acids research. Band 39, Nummer 21, November 2011, S. e142, doi:10.1093/nar/gkr695, PMID 21890902, PMC 3241667 (freier Volltext).
  6. ↑ University of Cambridge, PHG Foundation: RNA vaccines: an introduction. Abgerufen am 20. April 2020.
  7. ↑ G. Hager: Nonclinical Safety Testing of RNA Vaccines. In: Methods in molecular biology. Band 1499, 2017, S. 253–272, doi:10.1007/978-1-4939-6481-9_16, PMID 27987155.
  8. ↑ Erste klinische Prüfung eines COVID-19-Impfstoffs in Deutschland genehmigt. Paul-Ehrlich-Institut, 22. April 2020, abgerufen am 22. April 2020.
  9. ↑ F. B. Scorza, N. Pardi: New Kids on the Block: RNA-Based Influenza Virus Vaccines. In: Vaccines. Band 6, Nummer 2, April 2018, S. , doi:10.3390/vaccines6020020, PMID 29614788, PMC 6027361 (freier Volltext).
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