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Marburg So funktioniert die Impfung
Marburg So funktioniert die Impfung
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15:00 17.01.2021
Prof. Dr. Michael Lohoff leitet das Marburger Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene.
Prof. Dr. Michael Lohoff leitet das Marburger Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene. Quelle: Thorsten Richter
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Marburg

Der Corona-Impfstoff von Biontech und Pfizer, ebenso jener des neu zugelassenen US-Herstellers Moderna ist ein mRNA-Impfstoff. Was ist das eigentlich und wie funktioniert die Impfung im Körper? Der Immunologe Professor Michael Lohoff, Leiter des Instituts für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene der Philipps-Universität, gibt einen bildreichen Einblick in unser Innerstes.

Vorab sei gesagt, dass die aktuell in Deutschland verwendeten Covid-19-Impfstoffe nicht wie bei herkömmlichen Mitteln durch abgeschwächte Viren eine Wirkung erzielen. Stattdessen dient das Botenmolekül mRNA (auf Deutsch: Ribonukleinsäure, das „m“ steht für „messenger“/Bote) quasi als Transporter, der mit Information „beladen“ ist und diese dem Immunsystem liefert. Die Ladung wäre – um bei diesem Bild zu bleiben – eine „Bauanleitung“ für einen Bestandteil des Covid-19-Erregers als Grundlage für eine Stimulation des Immunsystems.

Ein Blick ins Innere unserer Erbinformationen erklärt, wie das Ganze im Einzelnen abläuft: Wichtigste Grundlage für den Prozess ist die DNA oder auch DNS (Desoxyribonukleinsäure), der genetische Speicher für den kompletten Bauplan eines Lebewesens, Mensch, Tier, Mikroorganismus. Die RNA hat wiederum verschiedene Funktionen, sie überträgt diese genetische Information in die Eiweißfabriken („Ribosomen“) und übersetzt sie dort in Proteine (Eiweiße). Proteine sorgen für die Funktionalität des gesamten Körpers, sie bestehen aus Aminosäuren – einer chemischen Verbindung – und finden sich in jeder Zelle.

Die langen DNA-Ketten bestehen immer aus einem Doppelstrang. Bei der Zellteilung wird dieser verdoppelt, jede Tochterzelle erhält eine identische Kopie. Auf der DNA findet sich die Information für die einzelnen Gene, jeweils auf einem spezifischen Abschnitt. Soll ein Gen als Protein produziert werden, wird der entsprechende Abschnitt „abgeschrieben“ – es entsteht die mRNA.

Die doppelten Stränge werden dazu in diesem Abschnitt auseinandergezogen, „wie ein Reißverschluss mit den entsprechenden Zacken“, erklärt Lohoff. Es gibt vier mögliche Zackenarten (Nukleotide), immer zwei davon können sich im Reißverschluss paaren. Die jeweilige Kombination bestimmt dann, welches Protein gebildet wird und welchen „Job“ die Zelle übernimmt. Von der Muskelzelle über die Hirnzelle bis zur T-Zelle (Thymus-Zelle) als Teil des Immunsystems.

Die mRNAs für die verschiedenen Gene werden so vom Körper – je nach Bedarf – immer wieder neu gebildet, und zwar zu dem Zeitpunkt, wenn sich der „DNA-Reißverschluss“ öffnet.

Impfstoff sorgt für „Schlüssel-Bau“

Die neu gebildete mRNA befindet sich zunächst im Zellkern, verlässt diesen aber und wandert zur „Eiweiß-Herstellungsfabrik“ innerhalb der Zelle, zieht Lohoff einen bildhaften Vergleich. Dabei nimmt sie die in den Zacken gespeicherten Informationen als „Kopie“ mit sich. Über diesen Code wiederum bestimmt der Körper die je nach Zell-Funktion zu bildenden Proteine. Eine dieser möglichen Funktionen ist die des „Schlüssels“. Mit dessen Hilfe kann die Zelle an andere Zellen andocken, die das passende „Schloss“-Protein auf ihrer Oberfläche tragen.

Auch Viren tragen eigene Gene und bei diesen auch eines für einen eigenen „Schlüssel“ mit sich, suchen sich das passende „Schloss“ im Körper – bei Influenza finden sie das in der Lunge. Das Virus schleust sich in die Zelle ein und übernimmt „als trojanisches Pferd“ die oben beschriebene „Fabrik“. Über diese produziert es neue Virus-DNA, RNA und Eiweiße, verbreitet so sein schädigendes Erbgut.

Um von Viren befallene Zellen nun zu finden, braucht die Immunabwehr – bestehend aus Antikörpern und T-Zellen – ein eigenes, modifiziertes „Schloss“ – das unterscheidet sich von dem, welches das Virus zum Andocken an die Zelle nutzt, kann den Eindringling aber dennoch erkennen. Und eben da setzt der Impfstoff an: Er liefert dem Körper diejenige mRNA, die für den Schlüssel des Virus kodiert und damit den „Bauplan“, über den dieser gebaut werden kann.

Entscheidend sei dabei, dass während einer natürlichen Infektion „eine praktisch identische mRNA hergestellt wird, da dort der Schlüssel ja ebenfalls gebildet wird“, betont Lohoff. Insoweit besteht der Impfstoff nur aus einem kleinen Teil des Virus, „enthalten ist nur eine Untereinheit, das ist weniger gefährlich, als wenn man ein ganzes Virus nehmen würde“.

Sobald der mRNA-Impfstoff einem Menschen injiziert wird, wandert die so präparierte mRNA in sogenannte Fresszellen, wo die im mRNA-Strang enthaltenen Informationen kopiert und das Antigen-Protein in der „Fabrik“ produziert wird. So werde die gewünschte Immunantwort aktiviert: Die mit dem richtigen „Schlüssel“ bewaffneten T-Zellen werden vermehrt. Sie helfen dann den B-Zellen, passende Antikörper („Antiserum“) zu produzieren.

Professor Dr. Michael Lohoff. Quelle: Thorsten Richter

Bei einer späteren wirklichen Infektion binden diese Antikörper an den Schlüssel des Virus und transportieren dieses zu den Fresszellen, die das Ganze entsorgen. Falls Zellen bereits infiziert sind, erkennen die T-Zellen mit ihrem Schloss ein Bruchstück der Viren auf der Zelloberfläche und töten die infizierte Zelle ab.

Mit Blick auf die unter manchen Impf-Kritikern verbreitete Annahme, dass durch den Impfstoff in den genetischen Bauplan des Körpers eingegriffen wird, betont der Immunologe: Der durch die mRNA transportierte Gencode werde nicht in das Erbgut des Menschen eingebaut, „er gelangt noch nicht einmal in den Zellkern“. Über das Molekül werde wie bei einer Einbahnstraße lediglich in eine Richtung Erbinformationen mit dem Körper ausgetauscht – direkt von der mRNA ins Protein, unter Umgehung der DNA.

Ein fremdes Gen, außer dem für den Virusschlüssel, sei nicht im Spiel. Das könne aber auch ein Grund dafür sein, dass die mRNA-Impfung im Vergleich auf Dauer eine „nicht so massive“ Immunreaktion auslöst, wie ein Impfstoff, der auf einem ganzen, wenn auch abgeschwächten Virus beruht. Wie lange die Immunität anhält, wie oft daher nachgeimpft werden muss, werden Studien zeigen müssen.

Reaktion auf chemische Bestandteile

Für sich genommen kann die eigentlich „sehr labile" mRNA auch gar nicht überleben, muss geschützt werden, was ein wichtiger Teil der Impfstoffentwicklung war: Beim Vakzin von Biontech wird das Botenmolekül daher mit Lipiden ummantelt. Das sind Fettsäuren, die chemisch hergestellt werden, „das wird seit Jahrzehnten bei bestimmten Medikamenten genutzt“, sagt Lohoff. Gegen diese Chemikalien könne der Körper auch vorübergehende Reaktionen zeigen. Das sind die am meisten bei einer Impfung festgestellten Nebenwirkungen, wie Rötungen oder Schmerzen an der Einstichstelle.

Der Auslöser, der chemische Bestandteil, werde im Körper dann abgebaut und verschwinde vollständig. „Es gibt keine langfristigen Nachwirkungen.“ Theoretisch könnte das Immunsystem zwar versehentlich ein eigenes Eiweiß mit dem Schlüssel „verwechseln“, was möglicherweise zu einer Autoimmun-Reaktion führt. Das sei aber eine Theorie und wäre „die einzige realistische Möglichkeit“, dass es Monate später nach einer Impfung zu Problemen kommen könnte. Selbst in diesem theoretischen Fall würde er dennoch eine Impfung empfehlen, „bei einer echten Virusinfektion ist der Schlüssel ja auch da und die Reaktion könnte viel schlimmer werden“, betont der Facharzt für Mikrobiologie.

Er wolle anderen die Angst vor der Spritze nehmen, rät dringend dazu, sich impfen zu lassen. Sorge vor den Auswirkungen eines Impfstoffs, der in bisher nie dagewesenem Tempo getestet und zugelassen wurde, verstehe er „nur zum Teil – ich vertraue den Verträglichkeitsstudien“. Im Rahmen der bisherigen Impfung traten bei rund 600000 Geimpften zehn Todesfälle auf – diese seien jedoch an Vorerkrankungen gestorben, die Todesursache konnte nicht dem Impfstoff zugeordnet werden, „es ist noch niemand an der Impfung gestorben“.

Er warnt davor, das Virus zu ignorieren, man könne SARS-CoV-2 – gerade der infektiöseren Variante – nicht aus dem Weg gehen: „Man kann sich nicht vor dem Virus drücken, also entweder wird jeder irgendwann infiziert oder lässt sich impfen“, fasst Lohoff zusammen. Der Impfstoff sei für ihn dabei das Mittel der Wahl. Auch gegen die Mutationen: Nach bisherigen Erkenntnissen wirke die Impfung auch gegen die Mutation, „das wurde gegen 16 genetische Varianten getestet und half auch da“, so Lohoff. Sein Fazit: „Wir werden an der Impfung nicht vorbei kommen – die ist kontrollierbar, bei einer Infektion weiß man nicht, wie schwer der Verlauf beim Einzelnen wird.“

Von Ina Tannert