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Große Hoffnung im Kampf gegen Krebs: Biontech und Co. entwickeln mRNA-Impfstoff weiter

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Von: Pamela Dörhöfer

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Claudia Ball, wissenschaftliche Laborleiterin des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen sitzt an einem Mikroskop.
Die Krebsforschung erhofft sich große Sprünge durch mRNA-Impfstoffe. (Symbolbild) © dpa/Sebastian Kahnert

Biontech, Curevac und auch Moderna forschen an einem mRNA-Impfstoff gegen Krebs. Die etwa 30 Jahre alte Technologie erlangte durch die Corona-Pandemie Bekanntheit.

Mainz/Tübingen/Cambridge – Seit Corona ist das Prinzip der mRNA-Technologie auch außerhalb von Forschungslaboren bekannt: Man entschlüsselt den genetischen Bauplan eines Proteins, produziert Boten-Ribonukleinsäure (mRNA), die diese Erbinformationen trägt, injiziert sie in den Körper und gibt Zellen damit die Anleitung, dieses Protein selbst herzustellen – was wiederum das Immunsystem auf den Plan rufen soll, die fremde Struktur zu bekämpfen. Die Pandemie hat gezeigt, dass diese vor etwa 30 Jahren erstmals an Ratten und Mäusen getestete, vor dem Auftauchen von Sars-CoV-2 aber nie breit angewendete Technologie in der Praxis grundsätzlich funktioniert.

Seit vielen Jahren arbeiten Wissenschaftler:innen daran, mRNA auch gegen Krebs einzusetzen; Unternehmen wie Biontech (Mainz) und Curevac (Tübingen) haben schon lange vor Corona große Anstrengungen darauf verwandt. Die Idee ist es, den Körper auf diesem Weg Tumorproteine produzieren zu lassen, um das Immunsystem zu animieren, Zellen mit eben diesen Merkmalen anzugreifen. Trotz jahrzehntelanger Forschung hat es bislang allerdings kein mRNA-„Krebsimpfstoff“ zur Zulassung geschafft, obwohl das zuweilen nur eine Frage der Zeit schien. So schrieb bereits im Februar 2009 die „Gesundheitsindustrie Baden-Württemberg“ auf ihrer Internetseite von einem neuen, „weltweit einzigartigen Krebsimpfstoff“ (auf mRNA-Basis), mit dem die Firma Curevac den „therapeutischen Durchbruch“ schaffen wolle. Nun nähren die weltweiten Erfahrungen mit den Covid-Vakzinen erneut die Hoffnung auf eine baldige „Spritze gegen Krebs“, wie es hier und da bereits zu lesen war.

Biontech-Impfstoff geht in Studienphase zwei: 120 Teilnehmende erhalten Krebsvakzin

Aktuell laufen mehrere Studien zu mRNA-Impfstoffen gegen verschiedene Krebsarten; darüber hinaus werden Vakzine auf dieser Basis auch gegen Autoimmunkrankheiten getestet. Die Firma Biontech etwa hat im Frühsommer 2021 eine klinische Phase-II-Studie mit 120 Teilnehmenden zu ihrem Krebsvakzin BNT111 gestartet. Es wird bei fortgeschrittenem, inoperablem Melanom (Schwarzer Hautkrebs) als alleinige Therapie sowie in Kombination mit einem anderen Tumormedikament erprobt. Bei diesem handelt es sich um Cemiplimab, ein Mittel aus der Gruppe der Checkpoint-Hemmer – eine bereits etablierte Immuntherapie gegen Krebs, deren Entdecker 2018 mit dem Medizinnobelpreis ausgezeichnet wurden. Insbesondere bei Schwarzem Hautkrebs bringen Checkpoint-Hemmer oft beachtliche Ergebnisse bis hin zur Heilung früher todgeweihter Patient:innen.

Neben seinem potenziellen Melanom-Vakzin hat Biontech noch vier weitere Krebsimpfstoffe in der Entwicklung. Das Mainzer Unternehmen scheint am künftigen Erfolg dieser Therapeutika nicht zu zweifeln: Anfang Dezember 2021 feierte man Richtfest für eine eigene Anlage zur Produktion von mRNA-Krebsimpfstoffen, im nächsten Jahr soll sie in Betrieb gehen. Auch das US-Unternehmen Moderna, von dem das zweite in der EU zugelassene Covid-Vakzin auf mRNA-Basis stammt, testet derzeit verschiedene Krebsimpfstoffe, unter anderem gegen Lymphome (Tumore des lymphatischen Systems), Urothelkarzinome (Tumore des Übergangsgewebes der ableitenden Harnwege) sowie gegen Eierstockkrebs und ebenfalls gegen Schwarzen Hautkrebs.

Der Biontech-Geschäftsführer Sierk Poetting, die beiden Firmengründer:innen Özlem Türeci und Ugur Sahin und die rheinland-pfälzische Ministerpräsidentin Malu Dreyer (SPD) hämmern beim Richtfest für eine neue Produktionsstätte für RNA-basierte Krebstherapie in Mainz Nägel in eine Holzbohle.
Biontech-Geschäftsführer Sierk Poetting (v.l.), die beiden Firmengründer:innen Özlem Türeci und Ugur Sahin sowie die rheinland-pfälzische Ministerpräsidentin Malu Dreyer (SPD) beim Richtfest für eine neue Produktionsstätte für RNA-basierte Krebstherapie in Mainz im Dezember. © picture alliance/dpa

Ein Impfstoff gegen Schwarzen Hautkrebs? Biontech-Kandidat zielt auf vier Proteine

Auch wenn das Grundprinzip das gleiche ist wie bei den Covid-Impfstoffen, so gibt es doch erhebliche Unterschiede, die eine Anwendung bei Krebs weitaus komplexer und diffiziler machen. Das fängt schon allein damit an, dass es sich nicht wie im Falle der Viruserkrankung um eine präventive, sondern um eine therapeutische Impfung handelt. Vor allem aber sind die richtigen Antigene – die Zielstrukturen, gegen die sich das Immunsystem wenden soll – schwieriger zu finden. Bei der mRNA-Impfung gegen Covid war das Spike-Protein auf der Oberfläche des Virus als geeignetes Antigen schnell entdeckt. Bei Krebs sieht das anders aus: Man kennt kein einheitliches Eiweiß, das auf allen Tumoren sitzt und gegen das man alle Erkrankten impfen könnte.

Auch innerhalb der einzelnen Krebsarten ist es oft schwierig, ein Zielprotein auszumachen, das alle Patient:innen gemein haben. Gleichwohl gelang es vor allem in den vergangenen Jahren, für einige Tumore bestimmte Merkmale zu finden, die zumindest sehr häufig auf den Oberflächen der mutierten Zellen sitzen. Sie könnten auch als Angriffspunkte einer Impfung geeignet sein. Auf den Schwarzen Hautkrebs zum Beispiel trifft das zu. So zielt der Impfstoffkandidat von Biontech auf vier spezifische Proteine, die von Melanomzellen produziert werden.

Krebs: Steigende Zahlen

Jedes Jahr erhalten in Deutschland rund 500.000 Menschen die Diagnose Krebs. Rund 200.000 Menschen sterben jedes Jahr an ihrer Erkrankung. Michael Baumann, Vorstandsvorsitzender und Wissenschaftlicher Stiftungsvorstand des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg (DKFZ), rechnet damit, dass die Zahlen bis zum Jahr 2030 um 20 Prozent steigen werden.

65 Prozent leben fünf Jahre nach der Krebsdiagnose noch, damit liegt Deutschland international auf einem der vorderen Plätze. Insgesamt leben in Deutschland mehr als vier Millionen Menschen mit Krebs oder haben eine Tumorerkrankung überstanden.

Impfstoff gegen Krebs: Individuelle Erkrankung fordert individuellen Impfstoff

Oft aber unterscheiden sich Tumore ein und derselben Krebsart erheblich; zunehmend hat sich in den vergangenen Jahren die Erkenntnis durchgesetzt, dass Krebs eine individuellere Erkrankung ist als früher angenommen. Deshalb arbeiten Wissenschaftler:innen auch an personalisierten Krebsimpfungen auf mRNA-Basis. Die Technologie hätte den großen Vorteil, dass sie unabhängig von der Krebsart eingesetzt werden könnte, sagte der Mediziner Van Morris, Spezialist für Tumore des Magen-Darm-Trakts am Cancer Center der University of Texas, gegenüber dem Magazin National Geographic.

Die Idee klingt bestechend: Man entnimmt einem Patienten oder einer Patientin Tumorgewebe, analysiert das Erbgut, sucht nach Mutationen, die Krebszellen von gesunden Zellen unterscheiden und als Zielstrukturen für eine Impfung geeignet sind. Auf dieser Basis stellt man die passende mRNA her und spritzt sie als Bauplan, um den Körper die Tumorproteine produzieren zu lassen und anschließend den gewünschten Abwehreffekt zu erzielen. „Das ist der Gipfel der individualisierten Medizin“, wird Krebsspezialist Van Morris in National Geographic zitiert.

Technisch „vergleichsweise einfach umsetzbar“ – In wenigen Wochen zum individuellen Impfstoff?

Technisch sei das Ganze „vergleichsweise einfach umsetzbar“, sagt der Arzt Niels Halama, Leiter der Abteilung Translationale Immuntherapie am Deutschen Krebsforschungszentrum und Leiter der Forschungsgruppe „Adaptive Immuntherapie“ am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen in Heidelberg. Das Verfahren ermögliche es, „sehr schnell“ einen personalisierten Impfstoff herstellen zu können. „Sehr schnell“ bedeute in diesem Fall nicht viele Monate oder gar Jahre, sondern Wochen, so der Wissenschaftler. Als „Werkzeug“ könnten sich mit der mRNA-Technologie so „neue Welten“ eröffnen.

Gleichwohl hält die Praxis einige Hürden bereit: Zum einen gilt es, nur solche Angriffspunkte zu finden, die es auf gesunden Zellen nicht gibt. Denn sonst würden diese ebenfalls attackiert, was zu schweren Nebenwirkungen führen könnte. Und das gestaltet sich schwieriger als bei einem Virus, da bösartige und gesunde Zellen oft viele Merkmale teilen; schließlich ist es der eigene Körper, der Tumore bildet. Niels Halama schränkt zudem ein, es sei noch gar nicht völlig klar, welche genauen Eigenschaften solche Zielstrukturen aufweisen müssten, damit sie für einen Impfstoff infrage kommen.

Außerdem sind Krebszellen äußerst anpassungsfähig, es ist ihnen ja bereits gelungen, sich der Erkennung durch das Abwehrsystem zu entziehen – möglicherweise, indem sie es geschafft haben, dass die Immunzellen erst gar nicht zu ihnen vordringen. Sind die Immunzellen jedoch nicht in der Lage, diese „Burgmauer“ um den Tumor herum zu überwinden, so sei eine Impfung „sehr wahrscheinlich wirkungslos“, erklärt der Wissenschaftler. In diesem Fall, so Halama, könne eine Kombination mit einer anderen Therapie eine Möglichkeit sein.

Biontech testet mRNA-Impfstoff gegen Krebs als Teil der onkologischen Behandlung

Vorausgesetzt, es gelingt, „krebsexklusive“ Merkmale zu finden, die gesunde Zellen ausschließen, dürften die potenziellen Nebenwirkungen solcher Krebstherapeutika denen der Covid-Impfungen ähneln, sagt der Mediziner, also in erster Linie Schmerzen an der Einstichstelle, Unwohlsein, Kopf- und Gliederschmerzen oder Fieber umfassen. Wobei die Nutzen-Risiko-Abwägung bei Krebs ohnehin noch einmal eine ganz andere ist.

In Tierstudien hat diese Art der Krebsimpfung bereits funktioniert. Niels Halama ist dennoch zurückhaltend mit seiner Einschätzung: „Wir stehen noch ganz am Anfang. Bislang gibt es wenige Erfahrungen bei Menschen.“ Große klinische Studien müssten erst noch zeigen, für welche Patient:innen die Krebsimpfung einen Vorteil bringe und für welche nicht. „Es liegen noch keine definitiven Ergebnisse vor, im Moment lässt sich nichts Verlässliches sagen.“

Möglicherweise eigne sich die mRNA-Impfung auch nicht als alleinige Krebstherapie, sondern nur im Zusammenspiel mit anderen Behandlungen, so wie es Biontech jetzt ja auch als Option für sein Melanom-Vakzin testet. „Es sind viele Fragen offen“, sagt Halama, „das alles ist noch eine Blackbox“. Eine „Wunderwaffe“ gegen Krebs sei aber auch die mRNA-Impfung nicht. So darf man wohl die Annahme wagen, dass die mRNA-Technologie – sollten die klinischen Studien positive Ergebnisse liefern – ein weiterer Baustein im Arsenal verfügbarer Krebstherapien werden könnte. Und dieses wächst stetig. (Pamela Dörhöfer)

Auch gegen den aggressiven Darmkrebs laufen erfolgreich Forschungen zu einem Impfstoff. Die Wissenschaftler:innen konnten die Krebs-Entstehung hinauszögern.

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