Messenger RNA (mRNA): ein Bote des Lebens

Dr. Edith Breburda

Christliches Forum, 28.1.2021

Seit fünf Dekaden steht die messenger RNA im Focus der Forschung. Egal ob Pflanze, Tier oder Mensch, wenn man etwas verändern will, muss man sich mit den zentralen Molekülen des Lebens befassen, die fast alle Aspekte der Zellbiologie regulieren.

Die Praktiken von Mendel, der gewünschte züchterische Eigenschaften durch das klassische Zuchtmanagement bewältigte, sind einer biogenetischen Forschung und deren genetischen Manipulationen gewichen. 

 

Die Möglichkeit einer gesteuerten Beeinflussung der Erbanlagen mittels genetisch modifizierter Organismen bzw. die gezielte Veränderung mithilfe high-tech-Methoden, welche arteigene/ artfremde Gene in ein Erbgut übertragen, diese ein- oder ausschalten usw., lässt Leben neu erfinden und designen. (1) 

 

Fast meint man, dass uns anhand von cutting-edge-Gen-editing Techniken und allen anderen biotechnologischen Entdeckungen nichts mehr im Wege steht, uns selbst „neu“ zu Erfinden und unsere Umwelt nach unseren Vorstellungen zu gestalten. 

 

Seit den 90iger Jahren des vorherigen Jahrhunderts macht man sich das Potenzial der mRNA zunutze. Gerade deshalb, weil es die Aufgabe der RNA ist, den genetischen Code der DNA in Proteine umzuwandeln, faszinierte es, eine synthetisch produzierte, optimierte mRNA zu kodieren, um sie therapeutisch zu nutzen. 

 

Viren bieten ein entsprechendes Vehikel, um z.B. durch eine entsprechende mRNA das Immunsystem des Patienten zu stimulieren. 

 

Viren bestehen aus eine RNA – im Gegensatz zu Bakterien, deren Erbgut die zweisträngige Kette der DNA bildet. mRNA war von Interesse, weil sie 2007 bei der Herstellung von induzierten pluripotenten Stammzellen eine entscheidende Rolle spielte. 

Um «induced pluripotent stem cells (iPS)» zu gewinnen, bedient man sich einer nicht pluripotenten Zelle. In der Regel ist das eine Hautzelle oder eine andere Körperzelle, die ausdifferenziert ist.

Sie stammen von einem Patienten, der schon älter ist, und seine DNA weist Mutationen auf, die, falls man die Uhr der Entwicklung sozusagen zurückzüchtet, in jeder Zelle vorhanden sind. 

Haut- und Bindegewebszellen in Stammzellen umzuprogrammieren, gelang Forschern im November 2007. Unabhängig voneinander schafften James Thomson aus Madison (USA) und Shinya Yamanaka von der Kyoto-Universität das Einschleusen ganz bestimmter Steuerungsgene in die Ausgangszelle. Bei der so genannten Reprogrammierung verwendeten die Forscher vier Gene, die mithilfe von Viren in eine Körperzelle eingeschleust wurden. 

Diese Gene kodieren Proteine, Transkriptionsfaktoren genannt, die inaktive Bereiche des Erbgutes reaktivieren und somit die Zelle in den Anfangszustand der Entwicklung zurückführen. 

Bei diesem Vorgang können jedoch wichtige Gene der Zelle entarten und so besteht Krebsgefahr. Zudem bergen die als Vehikel benutzen Retroviren die Gefahr, dass sie ihr eigenes Erbgut einbauen. Eine therapeutische Anwendung am Menschen war damals noch in weiter Ferne.(2) 

Allerdings bietet die Grundlage des Prinzips, eine mRNA zu koordinieren, die wiederum Proteine in den Körperzellen aufbaut, eine enorme Technologieplattform aller möglichen Produkte. Durch die Kombination von therapeutischen mRNA wurden im Jahr 2020 Impfstoffe schnell und günstig produziert. 

2017 wertet die Deutsche Pharmafirma CureVac Ergebnisse ihrer Phase-I-Studie eines Tollwut-Impfstoffes aus. Es war weltweit der erste prophylaktische m-RNA Impfstoff, der eine gut verträgliche und hohen virale Antigen-Erzeugung hervorrief. 

Seit 2018 arbeiten sie auch an Grippe-Impfstoffen. Zusammen mit der Bill &Melinda Gates Fundation arbeitete man an wirksamen Impfstoffen für Entwicklungsländer, die den Vorteil haben, schnell hergestellt zu werden. Der Konzern kollaboriert mit CRISPR Therapeutics INC., um die Innovationen der Biotechnologie - mRNA und CRISPR/Gen-Editierung zu kombinieren. 

Man hat das Ziel, völlig neue Therapien zur Behandlung von Lebererkrankungen herzustellen. Bei molekularen Therapien wird keine Immunreaktionen ausgelöst. Im Gegenteil, der Körper produziert das gewünschte Protein. 

Den verschiedenen Anwendungsgebieten ist gemeinsam, dass sie alle auf einer Technologieplattform mit identischen Ausgangsstoffen gefertigt werden, deren „synthetische“ mRNA fast nach Bedarf ausgetaucht werden kann. (3) 

Doch wie schon damals bei der Herstellung von induzierten Stammzellen sowie bei allen genetischen Manipulationen warnt die Bevölkerung vor unerwünschten Nebenwirkungen, die keiner kennen oder beurteilen kann. Und eigentlich fing die Skepsis schon bei der herkömmlichen Tier- und Pflanzenzucht an, die alle innovativen Biotechnologien hinterfragten.   

 

 

 

1)  Sahin U.: mRNA-based therapeutics- developing a new class of drugs. Nature reviews drug discovery, 19. Sept. 2014

2)    Breburda E.: Verheißungen der neuesten Biotechnologien, FE-Medienverlag. 

3)    Werner Haas. F.: mRNA- eine neue Klasse von Wirkstoffen, Handelsblatt, Pharma 2021 

Kann COVID-19 Patienten mit extraembryonalen Stammzellen geholfen werden?

Dr. Edith Breburda, Christliches Forum, 28.01. 2021

Zu extraembryonalen Gewebe zählt man Nabelschnur, Plazenta, Amnion usw. Es handelt sich um Gewebe, welches ein ungeborenes Kind braucht, um sich zu entwickeln. Oft hört man, dass man diese Zellen den adulten Stammzellen zuordnet, was jedoch schlichtweg falsch ist. 

Es gibt drei „Arten“ von Stammzellen:

Embryonale Stammzellen, die erzeugt werden, indem man Embryos zerstört, wenn sie das Blastozystenstadium erreicht haben. Der Embryo hat fünf Tage nach der Befruchtung dieses Stadium erreicht. Er besteht aus einem Trophoblast, der die Plazenta bildet und dem Embryoblast, aus dessen Zellen sich ein Baby entwickelt. 

Der Embryo muss vernichtet werden, um embryonale Stammzellen zu erhalten. Forscher testen u.a. Medikamente, Impfstoffe usw. in Nährmedien, die aus embryonalen Stammzellen bestehen.

Zu den adulten Stammzellen zählen Knochenmarkszellen, Fettzellen usw. 

Extraembryonale Stammzellen, die z.B. aus der Nabelschnur stammen, werden neben adulten Stammzellen als erfolgsversprechende Therapieformen eingesetzt. (weiterführend Literatur: E. Breburda, Verheißungen der neuesten Biotechnologien).

 

Es war daher nur eine Frage der Zeit, Covid-Patienten mit extraembryonalen Stammzellen zu behandeln. 

Am 5. Januar 2021 veröffentlichten Wissenschaftler der Universität von Miami die Ergebnisse ihrer Phase I/IIa Studie, in der sie mesenchymale Stammzellen aus der Nabelschnur heranzogen, um Covid Erkrankte zu therapieren. 

 

Wie in Translational Medicine beschrieben, hatte die Anwendung der in dieser Studie beschriebenen Verfahren keine adversen Wirkungen. Im Gegensatz zu 12 Patienten, welche ein Placebo erhielten, konnte die Überlebensrate in mit Nabelschnur behandelten Stammzellpatienten gesteigert werden, wobei weniger inflammatorische Zytokine vorhanden waren. 

Auch wenn es sich nur um eine der mindestens 25 Stammzelltherapien handelt, die bei Covidpatienten mit milden bis mittelstarken Symptomen zum Einsatz kam, ist es die am weitesten fortgeschrittene. Der Zugriff auf Stammzellen aus der Nabelschnur kann relativ schnell erfolgen. Die Nabelschnur würde normaler Weise entsorgt werden. Ein Einverständnis, sie zu erhalten, ist nicht erforderlich. 

 

Vorhergehende Studien der Pharmakonzerne Athersys and Orbcel bestätigen, dass mesenchymale Stammzellen direkt in die Lunge wandern, wo sie die massiven entzündungsfördernde Zytokine erfolgreich bekämpfen, welche Covid-Patienten aufweisen und die zu ihrem schnellen Tod beitragen. 

 

Der Erst-Autor der Studie, Camillo Ricordi, deutet darauf hin, dass 31 Tage nach der Infusion die Wirksamkeit 91% betrug. In der Kontrollgruppe waren es nur 42%. Professor Ricordi, Direktor des Diabetes und Zell-Transplant-Zentrums der Miller School of Medizin von der Universität von Miami will weitere Studien durchführen, wobei er andere Krankheiten wie Typ 1 Diabetes einbezieht, denen auch eine hohe Inflammationsrate zugrunde liegt.

 

Athrcyl’s Multistammzelltherapie aus adulten Knochenmarkzellen der Linie HLCM051 arbeitet an Phase II/III für Covid-19 Therapien. 

 

Norvatis benutzt Knochenmarkzellen – Remestemcel-L - welche zuvor in Japan zugelassen wurden, um die Graft-versus-Host Disease, eine immunologische Komplikation bzw. Transplantatabstoßung zu behandeln. Im Dezember 2020 wurden vorläufige Daten bei Patienten mit mittelschwerem bis schwerem akutem Lungenversagen, das bei Covidpatienten auftritt, veröffentlicht. Bei 300 Patienten könnte Remestemcel-L nach 30-Tagen die Mortalität wahrscheinlich nicht reduzieren, heißt es. (1)

 

Die momentane Covid-19-Pandemie mit all ihren Varianten lässt Wissenschaftler nach Alternativen suchen, die nicht nur in der Stammzellforschung liegen. 

So ist es schon immer das Ideal der Landwirtschaft, «Heilkräuter» anzubauen. Die Pflanze Artemisia-Annua (chinesischer Beifuß) enthält zwei Substanzen, mit denen man in vielen Teilen der Welt erfolgreich Malaria bekämpft. Die in Kenia ansässige Advanced Bioextract Company regt z.B. gezielt afrikanische Bauern an, die hochwertige Artemisia-Annua Pflanze zu kultivieren. 

Regierungen entwickeln in den Ländern, die am meisten von Malaria betroffen sind, ein effizientes Gesundheitswesen, das auf einer entsprechenden Infrastruktur aufbaut. Weiterhin werden Extrakte der Pflanze genutzt, um eine gesunde Darmflora zu unterstützen. Man will damit den Widerstand gegen verschiedenartige Mikroorganismen stärken. Sind es doch gerade diese Winzlinge, welche durch eine vermehrte Antibiotikaresistenz in der Darmflora überhand gewinnen. 

Es ist kein Geheimnis, dass die Darmflora unsere Immunabwehr beeinflusst. Forscher sprechen von einem Zusammenhang zwischen schädlichen Organismen im Darm, unserem Immunsystem, und Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson, Neurogenerative Störungen, Diabetes usw. 

Artemisia-Annua Extrakte sollen untere anderem die Darmwand schützen und antiparasitäre, antibakterielle und antioxidante Eigenschaften besitzen.

Eine neuere Studie hebt die Eigenschaften der Pflanze hervor, SARS-COV-2 Infektionen abzuwehren. Obwohl der genaue Mechanismus unbekannt ist, wurden die anitviralen Funktionen bestätigt. Forschungen in den letzten Jahrzehnten haben gezeigt, dass dieses Heilkraut, welches seit Jahrhunderten in der Volksmedizin verwendet wird, mehrere gesundheitliche Vorteile aufweist. 

 

Im Jahr 2015 erhielt der chinesische Wissenschaftler Tu Youyou einen Teilnobelpreis für Physiologie der Medizin für seine Entdeckung von Artemisinin und Dihydroartemisinin 1, die beide starke Malaria bekämpfende Eigenschaften besitzen. (2)

 

1) Zipkin M.: Umbilical Cord Stem Cells Show Pormise as COVID-19 Therapy. BioSpace, 15, Jan. 2021

2) Mercola J.: Artemisinin from sweet wormwood inhibits SARS-CoV-2, Mercola Take Control of your health. 4. Jan. 2021