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Bald zugelassen: DNA-Impfstoffe – Funktion und Risiko

© CC0 / Pixabay / v-3-5-N-aSpritzen (Symbolbild)
Spritzen (Symbolbild) - SNA, 1920, 05.06.2021
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Eine weitere Impfstoffart steht kurz vor der Zulassung: die DNA-Impfung. Gleich drei Impfstoffe befinden sich aktuell in Phase-III-Studien. Bei diesen Stoffen gelangt die DNA in den Zellkern in unmittelbarer Nähe zum Erbgut. Daher stellt sich die Frage: Wie riskant sind solche Impfungen?
Weltweit sind derzeit vier Impfstofftypen gegen das Virus Sars-Cov-2 zugelassen: klassische Tot-Impfstoffe mit unschädlich gemachten Erregern, Vektor-Impfstoffe, bei denen Trägerviren das Gen für das Spike-Protein des Virus in Zellen einschleusen, mRNA-Impfstoffe, die gleich die Abschrift des Gens in die Zelle bringen, sodass diese gleich mit der Protein-Produktion beginnen kann, sowie Impfstoffe, bei denen ein Stück des Proteins verimpft wird. Doch das sind nicht alle Ansätze, die es gibt.
Was ist das Spike-Protein?

Das Coronavirus besteht grob aus RNA, einem Proteingerüst und einer Fettschicht, die das Virus nach außen abgrenzt. Die RNA ist das Erbgut des Virus, das die gesamte Information zu seinem Bau trägt, die Einheit aus RNA und Proteinen nennt sich wegen seiner oft kapselförmigen Form Nukleokapsid und die Fettschicht ist die Außenhülle des Virus. In dieser Außenhülle sind eine Reihe von Proteinen verankert (S-, M- und E-Protein). Dem Spike-Protein kommt dabei eine zentrale Rolle zu, denn mit diesem dockt das Virus an die menschliche Zelle an, genauer an sogenannte ACE-2-Rezeptoren an der Zelloberfläche. Daraufhin verschmilzt die Virushülle mit der Zellmembran und das Nukleokapsid gelangt ins Zellinnere, wo die Vermehrung der viralen RNA und der Bausteine des Virus, darunter auch des Spike-Proteins, abläuft. Das Spike-Protein (Englisch für Stachel) hat seinen Namen wegen seiner stachelähnlichen Form erhalten. Viele Impfstoffe konzentrieren sich darauf, Menschen gegen das Spike-Protein beziehungsweise den Abschnitt des Spike-Proteins, der für die Bindung zuständig ist, zu immunisieren.

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Ein weiterer Ansatz nennt sich DNA-Impfung: Ein japanischer, ein indischer und ein US-amerikanischer Impfstoff sind bereits in einer Phase-III-Studie. Sie könnten damit bald beschleunigt zugelassen werden – wie seit Beginn der Covid-19-Pandemie üblich. Der Hersteller des indischen Impfstoffs, Zydus Cadila, hat am Donnerstag mitgeteilt, dass er in den nächsten zwei Wochen einen Antrag auf eine Notzulassung stellen will. Aber wie funktioniert die DNA-Impfung und welche Risiken könnte es geben?

Die DNA muss in den Zellkern

Bevor geimpft werden kann, muss die DNA erst hergestellt werden. Diese Rolle übernehmen gentechnisch veränderte Bakterien, die massenhaft das benötigte Gen produzieren. Damit diese dann in Zellen gelangen kann, wird die DNA in Fetthüllen eingeschlossen. Sie verschmelzen mit der Zelloberfläche und schleusen die DNA in die Zelle ein. Auf der Grundlage funktionieren auch mRNA-Impfungen.
Während mRNA allerdings direkt in das erwünschte Protein übersetzt werden kann, muss die DNA erst in mRNA umgeschrieben werden. Da die Moleküle für diesen Prozess nur im Zellkern vorliegen, muss die DNA dorthin gelangen. Im Kern soll sie in mRNA übersetzt werden, die dann wieder den Zellkern verlässt und anhand derer dann das Spike-Protein hergestellt wird, das seine immunstimulierende Wirkung entfaltet.
Allerdings befindet sich die DNA im Zellkern in direkter Nachbarschaft zum Erbgut der Zelle. Wird diese versehentlich in dieses eingebaut, könnte das ernste Folgen für die Zelle haben. Die Entstehung von Krebszellen durch solche Einfügungen wäre theoretisch möglich.
Fraunhofer-Institut - SNA, 1920, 27.05.2021
Impfstoff-Produktion ohne Chemikalien: Neue Technologie entwickelt

Bei Vektor-Impfstoffen wird DNA in das Erbgut eingebaut

Adenoviren werden derzeit in den Vektor-Impfstoffen gegen Sars-Cov-2 eingesetzt. Bei ihnen hatte ein Forscherteam 2010 an Mäusen zeigen können, dass es bei sieben von 100.000 Zellen zu einem solchen Einbau (Insertion) der fremden DNA in das menschliche Erbgut kommt.
Einer der Autoren der damaligen Studie, Stefan Kuchanek, bemerkte gegenüber SNA News, dass es sich bei DNA-Impfstoffen ähnlich verhalten würde. Auch ohne Trägervirus müsse die DNA in den Zellkern, damit der Impfstoff seine Wirkung entfaltet. Kuchanek sagte, dass die Zahl solcher Insertionen wahrscheinlich sehr niedrig sein dürfte. Die Forscher hatten 2010 diese Vorgänge an Mäuselebern beobachtet, es wird aber in Muskelgewebe geimpft. Dieses sei für DNA-Insertionen deutlich weniger anfällig.
Ganz wichtig ist laut dem Forscher, dass ein solcher Einbau ins Erbgut auch in Verhältnis mit der Häufigkeit von Mutationen gesetzt wird, wie sie natürlicherweise vorkommen. Kuchanek schätzt die Wahrscheinlichkeit, dass es bei Adenovirus- und DNA-Impfstoffen zu ernsthaften Nebenwirkungen wie Krebs kommen könnte, gleichermaßen als äußerst gering ein.
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