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mRNA gegen COVID-19

Eine Impfstofftechnologie mit vielen Vorteilen

mRNA-Impfstoffe sind in der Regel gut verträglich und lassen sich schnell und skalierbar herstellen. Ein weiterer großer Vorteil von mRNA-Impfstoffen ist: Sie enthalten keinerlei Virusproteine oder Antigene. Der Impfstoff enthält künstlich hergestellte mRNA, die nur einen bestimmten Teil des Virus kodiert, nämlich ein nicht-infektiöses Hüllprotein. Diese mRNA kommt weder mit der DNA der geimpften Personen in Kontakt noch verändert sie diese. Sie kann auch keine Virusinfektion auslösen. Die mRNA löst lediglich die Synthese eines bestimmten Proteins aus, auf das der Körper mit der gewünschten Immunreaktion antwortet.

Video zur Wirkungsweise von mRNA-Impfstoffen

Die Rolle der mRNA im menschlichen Körper

mRNA fungiert im Körper als mobile Bauplankopie eines DNA-Abschnitts im Rahmen der Proteinbiosynthese. Mit ihrer Information können die vom Körper benötigten Proteine an den Ribosomen in der Zelle gebaut werden. mRNA ist der Bote (englisch messenger) zwischen Genom und Ribosom.

Proteinbiosynthese Schritt für Schritt:

Zellkern

Neben dem Zellkern sind Ribosomen, endoplasmatisches Retikulum und der Golgi-Apparat im Zytosol Stationen der Proteinbiosynthese.

DNA

Zuerst wird der entsprechende Abschnitt der DNA im Zellkern identifiziert, der für das gewünschte Protein kodiert.

mRNA

Die mRNA entsteht durch Transkription dieses DNA-Abschnitts. Der benötigte Genomabschnitt der DNA wird enzymatisch in eine einsträngige RNA übersetzt und zur einsatzbereiten mRNA (Messenger-Ribonukleinsäure) modifiziert.

mRNA-Export

Die mRNA verlässt nun den Zellkern und gelangt zum Ribosom.

Ribosom

Hier findet die Translation statt, also die Übersetzung der Basensequenzen der mRNA in Aminosäuresequenzen. Diese wiederum werden zu Polypeptiden verknüpft.

Proteinkette

Die entstandene Proteinkette wird bei Bedarf vom endoplasmatischen Retikulum und Golgi-Apparat modifiziert, geprüft und in Vesikel verpackt. Anschließend wird das Protein je nach Zielort zum Beispiel in den Extrazellulärraum abgegeben.

RNasen

RNasen sind Enzyme im Zytosol und spalten die abgelesene mRNA anschließend wieder in ihre Bestandteile auf. Diese Nukleinbasen stehen nun für eine erneute mRNA-Synthese zur Verfügung.

Die Rolle der mRNA im Impfstoff

Die mRNA, die im Impfstoff enthalten ist, ist eine im Labor hergestellte Transkription eines bestimmten Abschnitts des SARS-CoV-2-Genoms. Dieser Abschnitt kodiert ausschließlich für das Spike-Protein, ein nicht-infektiöses aber für SARS-CoV-2 charakteristisches Protein in der Hülle des Virus. Im Falle einer SARS-CoV-2-Infektion ist es unter anderem auch dieses Spike-Protein, gegen das im Körper spezifische Antikörper gebildet werden. Daher reicht bereits die Anwesenheit dieses Teilstückes der Virushülle aus, um das Immunsystem zu aktivieren und einen Impfschutz gegen COVID-19 aufzubauen. Das macht sich die mRNA-Impfung zunutze:

Die Impfstoff-mRNA

Die Impfstoff-mRNA mit den kodierten Informationen zum Bau des Spike-Proteins gelangt vom Extrazellulärraum in die Zelle. Sie kommt zu keiner Zeit in Kontakt mit der DNA im Zellkern.

Ribosom

Die mRNA gelangt direkt zum Ribosom. Dort findet wieder die Translation statt, also die Übersetzung der Basensequenzen der mRNA in Aminosäuresequenzen. Diese wiederum werden zu Polypeptiden verknüpft.

Proteinkette

Die entstandene Proteinkette wird zum fertigen Spike-Protein modifiziert und in den Extrazellulärraum abgegeben. Dieser Vorgang findet nur in den Zellen statt, die Impfstoff-mRNA aufgenommen haben.

Spike-Proteine

Die Spike-Proteine werden nun von bestimmten Immunzellen analysiert, als körperfremd identifiziert und den T-Helferzellen präsentiert. Diese wiederum aktivieren das adaptive Immunsystem.

Antikörper

Im Rahmen dessen produzieren B-Zellen spezifische Antikörper, die sich gegen das Spike-Protein richten. Es bilden sich außerdem B- und T- Gedächtniszellen aus, das sogenannte Immungedächtnis.

Immunschutz

Für eine Grundimmunisierung gegen COVID-19 sind 2 Impfungen erforderlich. Bereits nach der 1. Dosis baut sich ein gewisser Immunschutz gegen SARS-CoV-2 auf. Doch erst nach der 2. Dosis werden große Mengen Antikörper und Gedächtniszellen gebildet, die für einen länger anhaltenden Schutz vor Infektionen und schweren Verläufen von COVID-19 sorgen. Eine spätere Auffrischungsdosis kann diesen Immunschutz erhöhen und verlängern.

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