Was ist der Unterschied zwischen einem DNA- und einem RNA-Impfstoff?

Die zentralen Thesen

• DNA- und RNA-Impfstoffe haben das gleiche Ziel wie herkömmliche Impfstoffe, wirken jedoch leicht unterschiedlich.
• Anstatt wie bei einem herkömmlichen Impfstoff eine geschwächte Form eines Virus oder von Bakterien in den Körper zu injizieren, verwenden DNA- und RNA-Impfstoffe einen Teil des genetischen Codes des Virus, um eine Immunantwort zu stimulieren.
• Ein von Pfizer und BioNTech gemeinsam entwickelter mRNA-Impfstoff für COVID-19 ist der erste seiner Art, der für den Notfall in den USA zugelassen ist.
• Mehrere andere potenzielle DNA- und RNA-COVID-19-Impfstoffe befinden sich in klinischen Studien, was bedeutet, dass sie ein wichtiger und vielversprechender Bereich der Impfstoffentwicklung sind.

Forscher auf der ganzen Welt arbeiten an der Entwicklung sicherer und wirksamer Impfstoffe gegen COVID-19, die durch das neuartige Coronavirus verursachte Krankheit. Derzeit finden mehrere globale klinische Impfstoffstudien statt, darunter vier Hauptstudien in den USA. Einige dieser potenziellen COVID-19-Impfstoffe sind RNA- und DNA-Impfstoffe, ein aufstrebendes Gebiet der Impfstoffentwicklung.

Am 11. Dezember erteilte die Food and Drug Administration die Notfallgenehmigung für einen von Pfizer und BioNTech gemeinsam entwickelten Messenger-RNA-Impfstoff (mRNA) für COVID-19. Diese Notfallanwendung ist für Personen ab 16 Jahren zugelassen.

COVID-19-Impfstoffe: Bleiben Sie auf dem Laufenden, welche Impfstoffe verfügbar sind, wer sie erhalten kann und wie sicher sie sind.

Was sind DNA- und RNA-Impfstoffe?

Herkömmliche Impfstoffe, die den Körper Proteinen aussetzen, die von einem Virus oder Bakterien gebildet werden, werden häufig unter Verwendung geschwächter oder inaktiver Versionen dieses Virus oder dieser Bakterien hergestellt. So beliebt sind Impfstoffe wie Masern, Mumps und Röteln (MMR) und Pneumokokken-Impfstoff, Arbeit.

Wenn Sie beispielsweise den MMR-Impfstoff erhalten, wird Ihr Körper mit geschwächten Formen der Masern-, Mumps- und Rötelnviren bekannt gemacht, die keine Krankheit verursachen. Dies löst eine Immunantwort aus und bewirkt, dass Ihr Körper Antikörper bildet, wie dies bei einer natürlichen Infektion der Fall wäre. Diese Antikörper helfen, das Virus zu erkennen und zu bekämpfen, falls Sie später damit in Berührung kommen, und verhindern so, dass Sie krank werden.

Ein DNA- oder RNA-Impfstoff hat das gleiche Ziel wie herkömmliche Impfstoffe, funktioniert jedoch geringfügig anders. Anstatt eine geschwächte Form eines Virus oder von Bakterien in den Körper zu injizieren, verwenden DNA- und RNA-Impfstoffe einen Teil der Gene des Virus, um eine Immunantwort zu stimulieren. Mit anderen Worten, sie tragen die genetischen Anweisungen für die Wirtszellen, um Antigene herzustellen.

"Sowohl DNA- als auch RNA-Impfstoffe übermitteln der Zelle die Botschaft, das gewünschte Protein zu erzeugen, damit das Immunsystem eine Reaktion gegen dieses Protein erzeugt", sagt Dr. Angelica Cifuentes Kottkamp, ​​Ärztin für Infektionskrankheiten am Vaccine Center der NYU Langone, gegenüber Verywell. "[Dann ist der Körper] bereit, ihn zu bekämpfen, sobald er ihn wieder sieht."

Forschung im Jahr 2019 in medizinischen Fachzeitschrift veröffentlichtGrenzen in der Immunologieberichtet, dass "präklinische und klinische Studien gezeigt haben, dass mRNA-Impfstoffe eine sichere und lang anhaltende Immunantwort in Tiermodellen und Menschen bieten."

"Bisher gab es keine Massenproduktion von Impfstoffen auf der Basis von DNA oder RNA", sagt Dr. Maria Gennaro, Professorin für Medizin an der Rutgers New Jersey Medical School, gegenüber Verywell. "Das ist also irgendwie neu."

Der Unterschied zwischen DNA- und RNA-Impfstoffen

DNA- und RNA-Impfstoffe funktionieren auf die gleiche Weise, weisen jedoch einige Unterschiede auf. Mit einem DNA-Impfstoff wird die genetische Information des Virus „auf ein anderes Molekül übertragen, das als Messenger-RNA (mRNA) bezeichnet wird“, sagt Gennaro. Dies bedeutet, dass Sie mit einem RNA- oder mRNA-Impfstoff einem DNA-Impfstoff einen Schritt voraus sind.

mRNA-Impfstoffe für COVID-19

Der COVID-19-Impfstoff von Pfizer-BioNTech und ein weiterer von Moderna entwickelter Impfstoff sind mRNA-Impfstoffe. Pfizer gab am 18. November bekannt, dass seine Phase-III-Impfstoffstudie eine Wirksamkeit von 95% gegen COVID-19 aufweist. Moderna gab am 30. November bekannt, dass seine Phase-III-Studie mit mRNA-Impfstoffen eine Wirksamkeit von 94% gegen COVID-19 insgesamt und eine Wirksamkeit von 100% gegen schwere Erkrankungen aufweist Peer-Review-Daten für Pfizer- und Moderna-Studien stehen noch aus.

"Die mRNA geht in die Zelle und die Zelle übersetzt sie in Proteine ​​... die der Organismus sieht und die Immunantwort induziert", sagt Gennaro.

Ein weiterer Unterschied zwischen einem DNA- und einem RNA-Impfstoff besteht darin, dass ein DNA-Impfstoff die Nachricht über einen kleinen elektrischen Impuls übermittelt, der „die Nachricht buchstäblich in die Zelle drückt“, sagt Cifuentes-Kottkamp.

„Der Vorteil ist, dass dieser Impfstoff bei höheren Temperaturen sehr stabil ist. Der Nachteil ist, dass ein spezielles Gerät erforderlich ist, das den elektrischen Impuls liefert “, sagt sie.

Basierend auf bisherigen Forschungen sagt Cifuentes-Kottkamp, ​​dass es so aussieht, als würden sowohl DNA- als auch RNA-Impfstoffe ähnliche Immunantworten auslösen. „Da sich beide in klinischen Studien befinden, können wir noch viel von ihnen lernen“, fügt sie hinzu.

Vor- und Nachteile von DNA- und RNA-Impfstoffen

DNA- und RNA-Impfstoffe werden für ihre Kosteneffizienz und ihre Fähigkeit angepriesen, schneller als herkömmliche Proteinimpfstoffe entwickelt zu werden. Herkömmliche Impfstoffe stützen sich häufig auf tatsächliche Viren oder virale Proteine, die in Eiern oder Zellen gezüchtet werden, und können Jahre und Jahre in Anspruch nehmen, um sich zu entwickeln. DNA- und RNA-Impfstoffe können dagegen theoretisch leichter verfügbar gemacht werden, da sie auf genetischem Code beruhen –Nicht ein lebendes Virus oder Bakterien. Dies macht sie auch billiger in der Herstellung.

"Der Vorteil gegenüber Proteinimpfstoffen - im Prinzip nicht unbedingt in der Praxis - besteht darin, dass es sehr einfach ist, eine Messenger-RNA zu synthetisieren und sie dann in Menschen zu injizieren, wenn Sie wissen, welches Protein Sie im Körper exprimieren möchten", sagt Gennaro . "Proteine ​​sind als Moleküle etwas pingeliger, während die Nukleinsäure [DNA und RNA] eine viel einfachere Struktur aufweist."

Mit jedem gesundheitlichen Fortschritt geht jedoch ein potenzielles Risiko einher. Laut Gennaro besteht bei einem DNA-Impfstoff immer das Risiko, dass sich die natürliche DNA-Sequenz der Zelle dauerhaft ändert.

"Normalerweise gibt es Möglichkeiten, wie DNA-Impfstoffe hergestellt werden, um dieses Risiko zu minimieren, aber es ist ein potenzielles Risiko", sagt sie. „Wenn Sie stattdessen mRNA injizieren, kann diese nicht in das genetische Material einer Zelle integriert werden. Es ist auch bereit, in Protein übersetzt zu werden. “

Da derzeit kein DNA-Impfstoff für den menschlichen Gebrauch zugelassen ist, gibt es noch viel über ihre Wirksamkeit zu lernen. Mit zwei mRNA-Impfstoffen in Phase-III-Studien und einem für den Notfall zugelassenen Impfstoff stehen sie der vollständigen Zulassung und Zulassung durch die FDA viel näher.