Die mRNA-Methode: Eine medizinische Revolution

Durch die Coronapandemie rückt die innovative Idee mRNA-basierter Vakzine in das Blickfeld einer breiten Öffentlichkeit. Der diesem Ansatz zugrundeliegenden Methode wohnt allerdings das Potential inne, nicht nur die vorbeugende Impfung, sondern gleich die ganze Medizin zu revolutionieren. Weil sie es ermöglicht, das molekularbiologische Betriebssystem des Lebens gemäß unserer Interessen zu ertüchtigen.

imago images / Panthermedia

Auf der untersten Ebene seines Betriebssystems ist das Leben eine bemerkenswert tote Angelegenheit. Schließlich handelt ein Kohlenstoff-Atom weder bewusst noch absichtsvoll, wenn es sich mit anderen seiner Art zu Ketten und Ringen verbindet, in die an unterschiedlichen Stellen Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff integriert sind. Ein Molekül wie Glycin (H2N-CH2-COOH) entsteht eben nicht auf Grundlage eines Kalküls, sondern infolge einer zufälligen Begegnung seiner Komponenten unter den geeigneten Rahmenbedingungen. Und wenn sich diese einfachste aller Aminosäuren mit ihren größeren Vettern zu Makromolekülen aus vielen tausend Atomen verknüpft, steckt dahinter ebenfalls kein übergeordneter Wille. Proteine gibt es nicht, weil es sie geben soll. Sondern weil es sie in dem durch die Prinzipien der Physik gesteckten Rahmen unter irdischen Bedingungen geben kann.

Auch Phosphorsäure (H3PO4), ein Fünferzucker namens D-Ribose (C5H10O5) und heterozyklische Basen wie Adenin (C5H5N5) sind Zufallstreffer einer ziellosen Würfelei, in der alle machbaren Kombinationen aus den verfügbaren Elementen entstehen und nur jene weiter mitspielen, die sich als ausreichend stabil erweisen. Die drei genannten können sich beispielsweise zu einem sogenannten Nukleotid vereinigen. Ketten dieser Nukleotide schließlich bilden ein weiteres bedeutendes Makromolekül, die sogenannte Ribonukleinsäure oder RNA. Stellt nicht D-Ribose, sondern ein anderer, sehr ähnlicher Zucker namens 2-Desoxyribose (C5H10O4), die Kernkomponente des elementaren Nukleotids dar, ergibt sich entsprechend Desoxyribonukleinsäure oder DNA.

RNA, DNA und Proteinen wiederum wohnt das Potential inne, ihre Entstehung in einem überaus komplexen Reaktionssystem gegenseitig zu befördern. Wozu sie nicht allein aufgrund ihrer chemischen Komposition, sondern wesentlich auch durch ihre dreidimensionale räumliche Struktur befähigt sind. Basieren doch viele der in diesem Kontext stattfindenden Interaktionen nicht auf der Knüpfung oder Spaltung fester, kovalenter Atombindungen, sondern auf schwachen, elektrostatischen Kräften wie Wasserstoffbrücken oder van-der-Waals-Kräften. Und in welcher Form diese auf welches andere Molekül welche Wirkung ausüben können, hängt von der mitunter flexiblen Geometrie der beteiligten Partner ab. Die sich allerdings nur dann häufig und oft genug begegnen, wenn sie in einem begrenzten Volumen in ausreichend hoher Konzentration vorhanden sind. In wässriger Umgebung vermögen Fettsäuren oder Lipide solche Räume zu schaffen. Denn die Gesetze der Thermodynamik zwingen diese langen Ketten aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, einen Zustand möglichst niedrigen Energiegehalts einzunehmen und daher kugelförmige Strukturen auszubilden, die ein „Innen“ von einem „Außen“ chemisch und physikalisch trennen und daher Ballungen von Makromolekülen dauerhaft zusammenhalten können.

Eine Vielzahl plausibler Hypothesen beschreibt, auf welchen Wegen aus diesen Zutaten letztendlich Zellen und damit Strukturen entstanden sind, die man gemeinhin als „lebendig“ bezeichnet. Weil sie erstens ihre strukturelle Integrität bewahren, obwohl sie mit der Umgebung Materie und Energie austauschen, also einen Stoffwechsel aufweisen. Weil sie sich zweitens selbst in einem gewissen Umfang reparieren und erneuern können. Weil sie sich drittens in ihrer Gesamtheit zu duplizieren, also zu vermehren vermögen. Und weil sie viertens zur Anpassung an Veränderungen ihrer Umgebung, also zu einer Evolution fähig sind. In deren Verlauf manche Zellen sogar zu Formen des Zusammenspiels mit anderen gefunden haben und schließlich Verbünde bis hin zum Menschen aufkamen. So fügt sich selbstorganisiert Regelkreis auf Regelkreis, gestalten einfache Prozesse immer kompliziertere Muster bis hin zu Ausprägungen wie Selbstbewusstsein oder Intelligenz. Wer diese Fähigkeiten besitzt, neigt natürlich dazu, auch in den Vorgängen an den Wurzeln seiner Existenz Sinn und Zweck zu suchen und sie entsprechend zu deuten. Dies aber vermittelt ein falsches Bild.

Das so bezeichnete Immunsystem, einer jener höheren in Pflanzen und Tieren auftretenden chemischen Abläufe, wird beispielsweise häufig aufgrund seiner Wirkungen implizit wie ein zielgerichtet gestalteter Mechanismus beschrieben. Es wäre dazu in der Lage, „eigen“ von „fremd“ unterscheiden, heißt es in vielen Lehrbüchern, und diene einem Organismus daher zur „Abwehr“ von Eindringlingen, die ja potentiell gefährlich sein könnten . Tatsächlich „erkennen“ die beteiligten Proteine und Zellen überhaupt nichts, folgen keiner bestimmten Intention, werden nicht „trainiert“ oder „angelernt“. Lymphozyten, Makrophagen, Antikörper und die vielen anderen das Immunsystem bildenden Komponenten agieren äußerst stumpfsinnig in ihrer Umgebung. Ihr Vorhandensein erklärt sich vollständig aus ihrer Neutralität gegenüber dem DNA-RNA-Protein-Komplex. Sie richten schlicht zu selten einen ausreichend hohen Schaden an, um dauerhaft verworfen zu werden. Als Verteidiger körperlicher Reinheit dagegen sind sie in Wahrheit ziemliche Versager. Jeder Mensch trägt Billionen fremder Mikroben in sich, Bakterien, Pilze, Viren, manche nützlich, manche irrelevant, manche nur dann schädlich, wenn sie sich in bestimmten Geweben in zu hoher Zahl konzentrieren. Vom Immunsystem wird dieses Mikrobiom kaum behelligt. Und auch neu hinzustoßende Erreger breiten sich allzu oft ungestört aus. Wir werden nun einmal krank und sterben, was die prinzipielle Unfähigkeit der Immunabwehr deutlich belegt. Vielleicht sollte man diese eher als einen mikrobiologischen Stoffwechsel verstehen, der getrieben von chemischen Ungleichgewichten so manche plötzlich in großer Menge auftretende Struktur „verdaut“. Also in ihre Bestandteile zerlegt, die dann wiederum dem Aufbau anderer Verbindungen dienen. Dass diese Maschinerie auch potentiell gefährliche Keime als Nahrung verwertet, ergibt sich als gelegentlich vorteilhafter, aber im Grunde rein zufälliger Nebeneffekt.

In der Verknüpfung von DNA, RNA und Proteinen ist nun einmal nichts angelegt außer dem Fortbestand ihrer selbst. Effektivität oder Effizienz finden sich in diesem überaus komplexen chemischen Ablauf ebenso wenig wie Bedeutung oder Bestimmung. Und dies zieht sich durch alle auf diesem Fundament aufgebauten Prozesse und Konstruktionen. Ein Reaktionsmuster, dessen Existenz allein darauf beruht, einem breiten Spektrum destruktiver äußerer Einflüsse widerstehen zu können, verspricht weder Leistungskraft noch Beständigkeit einzelner auf seiner Basis entstandener Gefüge, von Einzellern bis hin zu menschlichen Individuen.
Ein bedauerlicher Umstand, dem allerdings abgeholfen werden kann. Das Wissen über geeignete Ansatzpunkte und Vorgehensweisen ist vorhanden. Galten in den Anfangsjahren der Mikrobiologie noch die Proteine aufgrund ihrer Vielfalt und ihrer zahlreichen Funktionen als Schlüsselkomponente, fokussierte sich die Forschung zum Ende des zwanzigsten Jahrhunderts auf die DNA. Glaubte man doch, in ihr die alles steuernde Instanz gefunden zu haben, deren Manipulation daher den Pfad zu Verbesserungen bahnt. Insbesondere die Erkenntnisse der letzten zwei Jahrzehnte aber enthüllten die RNA als vielversprechendsten Hebel. Nahezu jeder Weg zur Optimierung der biochemischen Basis allen Seins führt über dieses Makromolekül. Die Viren geben die Richtung vor.

Eine hohe chemische und physikalische Stabilität prädestiniert die DNA zwar als dauerhaften Datenträger, begründet aber gleichzeitig ihre darüber hinaus äußerst eingeschränkte Rolle. Schon ihre Transkription im Zellkern, also die Übertragung einzelner Informationspakete auf einen kleineren, beweglicheren und flexibleren Nachrichtenübermittler, wird von RNA-basierten Makromolekülen, den Polymerasen, gesteuert. Der Bote selbst ist ohnedies ein RNA-Strang, eine Messenger- oder mRNA, die den Zellkern verlassen und in das Cytoplasma der Zelle vordringen kann. Dort wartet mit den Ribosomen eine weitere RNA-Struktur, die durch die mRNA dazu veranlasst wird, die Reaktionsketten zu katalysieren, an deren Ende schließlich die diversen, für die Beschaffenheit und den Betrieb der Zelle zuständigen Proteine und RNA-Komplexe entstehen. Um diese zu modifizieren, genügt es also völlig, eine entsprechend gestaltete mRNA in eine Zelle zu schleusen. Die DNA selbst muss man nicht antasten, das eigentliche Erbgut nicht dauerhaft verändern, die innere, den Zellkern schützende Membran nicht auch noch überwinden. Stupide arbeiten die Ribosomen jeden ihnen vorgelegten Auftrag ab, ganz gleich, wer der Absender ist oder wie das Ergebnis aussieht.

Dies ermöglicht die Existenz von Viren, also RNA-Paketen, die die molekulare Werkstatt einer Zelle dazu veranlassen, nichts als Kopien ihrer selbst zu erstellen. Was die betroffene Zelle mindestens behindert, wenn nicht gar zerstört, ein weiteres Exempel für das miserable Design des biochemischen Betriebssystems . Wer dieses trotzdem als Kreation einer transzendenten Macht sehen will, kann nur zu dem Urteil gelangen, Gott sei ein ziemlicher Idiot gewesen. Menschliche Molekularbiologen sind glücklicherweise klüger.

Eine durch die Coronapandemie populär gewordene Option besteht zum Beispiel darin, dem Immunsystem auf die Sprünge zu helfen, damit es sich diese Bezeichnung auch verdient. Entsprechend gestaltete Boten-RNA könnten körpereigene Zellen dazu veranlassen, erregerspezifische Proteine zu produzieren, deren unvermitteltes Auftauchen eine Reaktion der Leukozyten provoziert. Sie werden dann im Falle einer tatsächlichen Infektion auch den Erreger selbst rascher und entschiedener neutralisieren, als es ihnen ohne diese Vorbereitung gelänge. Das Konzept ähnelt dem einer konventionellen Impfung, wobei allerdings der Körper selbst den Impfstoff herstellt. Die notwendige mRNA-Bauanleitung kann maschinell erzeugt werden, das heißt schneller und preiswerter verglichen mit aufwendig zu fabrizierenden herkömmlichen Vakzinen. Im globalen Rennen um einen mRNA-Impfstoff gegen SARS-CoV-2 belegen deutsche Firmen wie CureVac oder BioNTech vordere Plätze, wie Alexander Wendt in Ausgabe 5/2020 von Tichys Einblick beschreibt.

Wenn erst einmal die noch bestehenden technischen Probleme gelöst sind, zu denen unter anderem die Frage gehört, wie man artifizielle mRNA wirksam in die anzusprechenden Zielzellen einbringt, eröffnet das neue Konzept enorme Perspektiven. So spricht nichts dagegen, das Immunsystem nicht nur in seiner Abwehrfähigkeit gegenüber äußeren Gefahren, sondern auch zur Behebung interner Schäden zu ertüchtigen. Es etwa gegen mutierte Zellen zu richten, die durch charakteristische Veränderungen in ihren Membranen eindeutig identifizierbar werden. Eine solche „Impfung gegen Krebs“ verwischt die Grenze zwischen Vorbeugung und Therapie. Und das Immunsystem ist bei weitem nicht die einzige Schwachstelle unserer Biochemie. Man denke an Leiden wie Diabetes oder Neurodermitis, an Allergien oder Alzheimer, die letztlich alle auf zelluläre Fehlfunktionen zurückgehen. Und die Empfehlung eines „gesunden Lebenswandels“ angesichts sogenannter „Zivilisationskrankheiten“ wie Karies, Bluthochdruck oder Übergewicht drückt auch nur Resignation und Hilflosigkeit aus.

Nahezu jede Komponente einer Zelle ist aus RNA und Proteinen gebaut, nahezu jeder Prozess in ihr wird von RNA und Proteinen initiiert und reguliert, die allesamt anhand der Vorgaben konstruiert sind, die die mRNA aus dem Zellkern nach außen trägt. Hier einzugreifen ist daher mit der Chance verbunden, Verletzungen, Erkrankungen und alterungsbedingten Abnutzungserscheinungen mit völlig neuen Therapieansätzen zu begegnen. Unsere Zellen könnten sogar mit Entwürfen neuartiger, vom Menschen erdachter Makromoleküle versorgt werden, die bestimmten Aufgaben besser nachkommen als ihre natürlichen Pendants. Und da eine mRNA-Therapie die Erbinformation selbst nicht antastet, liegen die mit ihr verbundenen Risiken deutlich unter denen einer DNA-Manipulation.

Nichts in dem von toter Materie geprägten molekularen Betriebssystem des Lebens garantiert Gesundheit und Langlebigkeit einzelner Individuen. Der Anspruch, dies nicht einfach hinzunehmen, treibt den medizinischen Fortschritt seit den Anfängen der Heilkunde. Die mRNA-Methode stellt einen weiteren revolutionären Durchbruch in dieser Hinsicht dar. Von Anstreichern, die ein Haus nur äußerlich verschönern, werden Ärzte nun zu Bauingenieuren, die Konstruktionsmängel im Innenraum korrigieren.

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Kommentare ( 51 )

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51 Kommentare auf "Die mRNA-Methode: Eine medizinische Revolution"

Sortiert nach:   neuste | älteste | beste Bewertung

In der Krebsforschung ist man mit der mRNA Methode schon krachend gescheitert. Und die haben ein paar Jahre länger schon daran geforscht, als Bill Gates noch nicht einmal sein erstes Windows geschaffen hat
Und die Pharma will einen Impfstoff auf dieser Basis in wenigen Monaten serienreif machen… und Merkel denkt tatsächlich, das würde klappen? Und dann diese Unverschämtheit obendrauf, diesen Impfstoff, deren Folgen unabsehbar auch und gerade auf lange Sicht (Spätfolgen) sein wird, jeden zur Impfpflichtig möglicherweise zu zwingen?

Jetzt mal STOPP. Zuerst: Ich habe TE bereits finanziell unterstützt, bin Pate bei achgut usw., also an seriösen alternativen Medien überaus interessiert. Die tun sich jedoch durch wissenschaftlich falsche Artikel keinen Gefallen, sondern unterminieren ihre Glaubwürdigkeit. Zweitens: Ich bin habilitierter Biochemiker und muss leider sagen: der Artikel strotzt vor kritischen Fehlern. Der Autor hat keine Ahnung vom Thema, und ich hätte ihn in einer Prüfung durchfallen lassen müssen. Drittens: Warum erscheint so etwas hier ungeprüft? Der Autor ist Astrophysiker. Mir würde nicht einfallen, einen Artikel über schwarze Löcher zu veröffentlichen, ohne ihn von einem Astrophysiker gegenlesen zu lassen. Warum veröffentlicht… Mehr
@janapier Bin kein Biochemiker sondern nur ein kleiner Landarzt seit 40 Jahren. Nach Lektüre des Artikels und der Leser Zuschriften habe ich mich gefragt, ob denn niemand die Schwächen des Artikels bemerkt. Bin deshalb dankbar für Ihren Leser Kommentar. Wie der Autor bin ich zwar überzeugt dass die Evolution In der Natur und letztendlich der Lebewesen zufällig ist und mit der Entstehung von Zellen und Zellverbänden den Naturgesetzen folgt. Aber im Einzelnen kann ich ihm nicht folgen. Er mokiert sich über die Metapher vom Immunsystem als handelnder Entität. Später will er „dem Immunsystem auf die Sprünge helfen“, benutzt sie also… Mehr

Ein sehr hilfreicher Artikel der den Weg zu echten med. Fortschritt aufzeigt, nur verdichtet sich in mir als langjähriger ME Erkrankter und erfolgreich (ohne nachfolgende Immunsuppression) Nierentransplantierter (die Methode ist denn vom Pharmakonzern nach der erfolgreichen Studie vom Markt genommen worden), wenn erlaubt nenne ich gerne Namen,
daß an einer „heilenden“ Medizin schlicht kein wirtschaftliches Interesse besteht und im Gegenteil jeder Ansatz dazu, mit z.T. sehr massiven Mitteln verhindert wird….
Eine behandelnde Medizinindustrie, z.B. jährliches impfen von Milliarden Menschen, mit wiederum zu behandelnden Folgererkrankungen, scheint der Weg zu sein….

Ist ja alles recht und gut und der Wunsch des Menschen eine Sterblichkeit zu verhindern liegt in der Natur der Sache, aber sie haben den Omnibus vergessen, denn der und sein Fahrer sind für einen Augenblick unpäßlich und schon ist man im Himmel, so einfach kann man den Tod und dessen Verhinderung auch beschreiben.

Ein sehr interessanter und informativer Artikel, das lese ich gerne. „Ein Molekül wie Glycin (H2N-CH2-COOH) entsteht eben nicht auf Grundlage eines Kalküls, sondern infolge einer zufälligen Begegnung seiner Komponenten unter den geeigneten Rahmenbedingungen“ Hier bin ich allerdings nicht ihrer Meinung. Schon Hofstaedter fragte sich im „Gödel, Escher, Bach, ein endlos langes Band“ wie aus „toter“ Materie, also Atome Leben entstehen kann. Wenn also nur genügend Atome sich „zufällig“ zu einem (Makro) Molekül zusammenfinden würde Leben nach unserer Definition beginnen. Das setzt natürlich voraus das Atome bzw. die Stoffe aus denen diese wiederum zusammengesetzt sind für Tot erklärt werden können. Woher… Mehr
Wenn man solche Fragen weiter verfolgt, landet man unweigerlich in der Religion oder bei einer höheren Macht. Das mit dem zufälligen Zusammentreffen von Atomen, Molekülen, wie auch das mit den zufälligen Mutatonsspielen der Gene: selbst 100 Millionen Jahre und eine Reproduktionsfrist von nur 15 Jahren je Generation würden nicht reichen, die komplexen und fein abgestimmten Steuer- und Kontrollvorgänge im menschlichen wie auch tierischen Leben so einfach per Zufall und aus dem Nichts entstehen – und überleben – zu lassen. Nun, ich lebe im hier und jetzt und bin entschieden der Meinung, dass ich weder alles wissen und alles erfahren muss… Mehr

“ selbst 100 Millionen Jahre und eine Reproduktionsfrist von nur 15 Jahren je Generation würden nicht reichen ….“ Erste Lebewesen gab es auf der Erde schon vor 4 Milliarden Jahren und manche Einzeller teilen sich alle 15 min. Mutationen spielen keine so große Rolle bei Evolution und sind meistens schädlich. Selektion und Rekombination sind die treibenden Kräfte.

Ich bitte Sie – Steuer- und Rückkoppelungs-Mechanismen innerhalb der Einzeller wollen Sie doch nicht mit hochkomplexen Systemen der höheren Tiere und Menschen vergleichen? Mutation? Rekombination? Das ist Wortklauberei. Varianz trifft es wohl besser. Aber so oder so: Ich meine, Sie überschätzen die Selektion, denn Selektion bedeutet ja nur funktionalen Fortschrit eines teilveränderten Organismus. Die Welt aber ist böse, und ohne Glück wird der beste funktionale Fortschrit von der Umwelt einfach weggefegt: Sie würden in einer Überschwemmung gnademlos ersaufen, obwohl Sie doch grad fürs Überleben beste Ohren oder Augen entwickelt haben – nur, weder mit Ohren noch Augen schwimmt man besser… Mehr

“ 4Mia Jahre“ ist verdammt lange Zeit. Auf molekularen Ebene funktionieren die „hochkomplexen Systemen der höheren Tiere und Menschen“ genau so Einzeller! Der Mensch und alle Lebewesen, die wir können, wollen nur eins, ihr DNA zu vervielfältigen! An Ende zählt nur das.

„…, kann nur zu dem Urteil gelangen, Gott sei ein ziemlicher Idiot gewesen. Menschliche Molekularbiologen sind glücklicherweise klüger.“

Das scheint die gleiche Hybris zu wirken, wie bei den „Klimarettern“.
Diese ganze Geschichte quält sich von einer Hypothese zur nächsten, auch wenn sie mit ‚plausibel‘ apostrophiert sind.

Alles Schnee von gestern, bald gibts KI und wozu DIE uns dann noch benötige sollten, erschließt sich mir nicht.
Übrigens kam bei allen überlieferten Versuchen, den Menschen zu verbessern, bisher entweder Golem oder Frankenstein heraus.

Mit der KI, da wird es noch etwas länger dauern. Noch lange Zeit kann man noch ruhig schlafen.

So interessant und zukunftsweisend das Forschungsgebiet auch sein mag, so sehr schadet sich Tichys Einblick mit derartig daneben liegenden Gottvergleichen. Bitte bleibt bei Tatsachen und naheliegenden Vergleichen.

Es gibt nur ein Gesetz, welchem der so viel gerühmte Erfindergeist des Menschen und seine wiederholten Versuche, dem Herrgott ins Handwerk zu pfuschen, gehorchen: Murphys Law (https://de.wikipedia.org/wiki/Murphys_Gesetz).

Sucht man im Internet Informationen über die Funktion von eosinophilen Granulozyten (EOS) findet man viel darüber, dass es deren Aufgabe ist, die Abwehr von Parasiten zu organisieren, aber fast nichts, dass EOS wesentlicher Teil der Abwehr von genau solchen Viren wie dem Coronavirus, sogenannten Einstrang-RNA-Viren sind. Seit einigen Jahren ist bekannt, dass EOS ein Ribonuklease genanntes Toxin produzieren, das bei allen diesen Viren (Grippe, Hepatitis, AIDS) die RNA zerstören und somit deren Reproduktion verhindern. Der Haken dabei ist, dass die EOS relativ spät in das Abwehrgeschehen eingreifen und sich erst dann als Eosinophilie (erhöhte Konzentration im Blutserum) bemerkbar machen. Die… Mehr