Beide wussten schon früh, dass sie Arzt werden wollten: Özlem Türeci schaute ihrem Vater im Alter von sechs Jahren erstmals bei einer Operation zu. Sie begleitete den Chirurgen oft zu seiner Arbeit im Krankenhaus einer Kleinstadt in Niedersachsen. Uğur Şahin wuchs 250 Kilometer entfernt in Köln auf. „Bereits als Kind konnte ich nicht akzeptieren, dass Menschen, die Krebs bekommen, obwohl sie gesund aussehen, todkrank sind.“ Eine Tante litt an Brustkrebs. Das beschäftigte ihn damals sehr.

Türeci und Şahin begegneten sich erstmals als junge Erwachsene – auf einer Krebsstation am Uniklinikum in Homburg (Saarland). Dort verliebten sie sich. Türeci erinnert sich noch gut an die „Szene wie aus einem Film“ im Jahr 1991. Sie absolvierte damals das letzte Jahr ihres Medizinstudiums. Er war ihr wissenschaftlicher Betreuer. Seitdem erforschen sie gemeinsam Immuntherapien gegen Krebs. So beschreibt es der Journalist Joe Miller in der Biografie der beiden.

Sie konnten damals nicht ahnen, womit sie die Welt drei Jahrzehnte später bereichern würden. In nur zehn Monaten entwickelten sie mit ­ihrer Firma Biontech und dem Pharma­unternehmen Pfizer einen Impfstoff gegen Corona. „Das war sensationell. Ich hätte Mitte 2020 nicht vorhersagen können, dass wir noch im gleichen Jahr einen Impfstoff haben, der zu 95 Prozent wirksam ist“, sagt Professor Peter Kremsner. Der Chef des Instituts für Tropenmedizin, Reisemedizin und Humanparasitologie am Uniklinikum Tübingen erforscht selbst Impfstoffe, war jedoch an dieser Studie nicht beteiligt.

Prinzip der mRNA-Impfstoffe

Das Produkt verhalf auch einer ­neuen Technologie zum Durchbruch: Impfstoffe auf der Basis von Boten-­RNA (auch messenger-RNA oder ­mRNA). Das sind Abschriften von Erbanlagen (Genen). Nach ihrem Bauplan produzieren alle Lebewesen die Ei­weiße, aus denen sie (unter anderem) bestehen. Menschliche Zellen nutzen die Baupläne ebenso wie Hefepilze, Bakterien und Viren.

Erklärvideo zu mRNA-Impfstoffen

Neben Biontech hat auch die US-Firma Moderna einen mRNA-Impfstoff entwickelt. Beide enthalten den Bauplan für das Stacheleiweiß des Corona­virus SARS-CoV-2. Nach der Impfung produziert der Körper dieses Eiweiß. Das provoziert Immunreaktionen, die die meisten vor einer schweren Erkrankung schützen – auch bei Infektionen mit der Omikron-Variante. Allerdings ist dazu die dritte Auf­frisch-­Impfung nötig.

Auch wirksam gegen Krebs?

Für Şahin sind die zwei Produkte erst der Anfang von etwas viel Größerem. „In 15 Jahren wird ein Drittel aller neu zugelassenen Arzneimittel auf der mRNA-Technik basieren“, prognostizierte der Firmenchef im Juni 2021 in einem Interview mit dem Magazin Der Spiegel. Dazu zählen Impfstoffe gegen weitere Infektionskrankheiten und gegen Krebs.

Gegen Krebs impfen. Die Idee ist nicht neu. Bereits im Jahr 1909 formulierte der deutsche Arzt Paul Ehrlich die These: Die Immunabwehr bekämpft Tumorzellen im Körper. Er hatte recht, wie sich Jahr­zehnte später herausstellte. Forscher entdeckten Abwehrreaktionen bei Krebskranken. Und sie fanden Angriffsziele in ihren Krebszellen. Die natürliche Abwehr dafür zu rüsten, den Krebs zu besiegen: Dieser Ansatz wird schon seit Längerem verfolgt und in Studien an Freiwilligen getestet.

Türeci und Şahin wollten es im Jahr 2005 mit der mRNA für Krebs-Ei­weiße versuchen. Sie wandten sich an den damaligen Unternehmensberater und späteren Investor Dr. Matthias Kromayer. Er dachte, die zwei hätten den Verstand verloren. Kromayer erinnert sich noch gut an seine Reak­tion. „Ich habe Uğur unverblümt gesagt, dass ich das schlicht für verrückt halte. Für mich war das reine Science-­Fiction.“

Tücken der mRNA-Technologie

Denn der Molekular­bio­loge Kromayer kannte die Tücken von ­mRNA allzu gut. Er wusste, wie instabil sie ist. Spezielle Eiweiße bauen sie außerhalb von Zellen sofort ab. Auch das Immunsystem reagiert mit hef­tigen Entzündungsreaktionen auf ­mRNA, wenn man sie in den Körper spritzt. Schon mehrere Firmen hat­
ten damals erfolglos damit experi­mentiert.

Doch mRNA hat auch Vorteile. Sie dringt nicht in den Zellkern ein und kann deshalb das Erbgut nicht verändern. Sie hinterlässt keine Spuren: Sobald Eiweiße nach ihrem Bauplan produziert sind, wird sie abgebaut.

Robert Malone zählt zu den Ersten, die an die therapeutischen Möglichkeiten von mRNA glaubten. Er führte im Jahr 1987 am Salk Institute in 
La Jolla (Kalifornien) ein wegweisendes Experiment durch. Es zeigte, dass menschliche Zellen ein Gemisch aus Fett-Tröpfchen und mRNA aufnehmen und Eiweiße nach dem eingeschleusten Bauplan bilden. „Es ist eventuell möglich, RNA als Medikament einzusetzen“, notierte Malone damals. Auf seiner Website bezeichnet er sich als Erfinder der RNA-Impfstoffe.

In den letzten Monaten jedoch verspielte Malone seinen Ruf. Er kritisiert lautstark die Corona-Impfstoffe, denen er einst den Weg ebnete, und verbreitet falsche Behauptungen zur aktuellen Pandemie. Mehrere soziale Medien im Internet sperrten seine persönlichen Konten. Impfgegner ­feiern ihn als ihren Helden. Doch die Chancen auf einen Nobelpreis dürfte Malone verspielt haben.

Bahnbrechend: Forscherin macht mRNA verträglich

Andere Namen werden dafür gehandelt. Zum Beispiel Katalin Karikó. Die Chemikerin verließ 1985 mit ihrer Familie ihre Heimat Ungarn, um in den USA weiter an mRNA zu forschen. Ihr Erspartes von 900 britischen Pfund schmuggelte sie im Teddybären ihrer Tochter über die Grenze. Auch in den USA lief es für sie lange Zeit nicht gut. 1995 stellten Vorgesetzte der Univer­sity of Pennsylvania sie vor die Wahl, entweder wissenschaftlichen Betrug einzugestehen oder eine Gehaltskürzung hinzunehmen.

Karikó akzeptierte, auf eine befristete Stelle zurückgestuft zu werden und damit auch weniger zu verdienen. Im Jahr 2005 ver­
öffentlichte sie schließlich Bahnbrechendes. Sie hatte mRNA chemisch so verändert, dass sie die körpereigene Immunabwehr nicht mehr als Feind betrachtet. Sie hatte die Erbgut-Abschriften gezähmt.

Weiter trotz Widerständen

Schon ein paar Jahre zuvor hatte ein deutscher Biologe einen wichtigen Etappensieg errungen: Ingmar Hoerr von der Universität Tübingen. Der damalige Doktorand spritzte mRNA in Mäuse und löste damit eine Immun­reaktion aus. Als er seine Ergebnisse erstmals auf einem Fachkongress präsentierte, erntete er Widerworte, an die er sich noch gut erinnert: „Ein Nobelpreisträger stand von seinem Platz in der ersten Reihe auf und sagte: ‚Das ist kompletter Mist, den Sie uns hier erzählen – kompletter Mist.‘“

Hoerr ließ sich nicht beirren. Er publizierte seine Ergebnisse in ­einer Fachzeitschrift und gründete die Firma CureVac in Tübingen. Diese testete im Jahr 2003 erstmals weltweit einen mRNA-Impfstoff an Menschen. Der Mitgründer und wissenschaftliche Leiter von CureVac, Dr. Steve Pascolo, ließ sich als Erster die Substanz unter die Haut spritzen. Die Studie ergab, dass die Methode sicher angewandt werden kann. Pascolo und Hoerr gelten beide als Kandidaten für einen Nobelpreis.

Wichtige Wegbereiter der mRNA-Technologie

Mehr als zwei Jahrzehnte lang trieb Hoerr die Entwicklung von mRNA-­Impfstoffen voran. Ein Schicksalsschlag stoppte ihn am 13. März 2020. Es war der Tag, nachdem die WHO Corona zur Pandemie erklärte. Hoerr erlitt einen Schlaganfall und lag sechs Wochen im Koma. Zwar erholte er sich später weitgehend. Doch seiner Gesundheit zuliebe trat er vom Vorsitz seiner Firma zurück.

Ein kleiner chemischer Unterschied bringt den Erfolg

CureVac verlor damit ihren langjährigen Chef. Und auch das Rennen um den ersten mRNA-Impfstoff gegen Corona. Das Produkt der Firma erwies sich als deutlich weniger wirksam als die beiden von Biontech und Moderna. CureVac nahm deshalb ihren Kandidaten aus dem Zulassungsverfahren.

„Das war eine große Enttäuschung, unter dem großen Druck der Pandemie war sie besonders herb“, sagt Professor Peter Kremsner, der die CureVac-Studie leitete. Dabei steckte in diesem Impfstoff-Kandidaten ebenfalls der Bauplan für das Stacheleiweiß des Coronavirus. Doch Biontech und Moderna verwendeten die chemisch gezähmte mRNA, CureVac hingegen setzte auf die natürliche Substanz des Bauplans. „Wahrscheinlich lag darin der Unterschied. Das Immunsystem hat darauf zu heftig reagiert“, erklärt Kremsner. Der Impfstoff musste niedriger dosiert werden, damit die Testpersonen ihn vertrugen. Doch damit wirkte er nicht mehr gut genug.

Die beiden mRNA-Impfstoffe leisten einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen die Pandemie. Bis zum 2. März 2022 wurden davon allein in der Europäischen Union 739 Millionen Dosen verimpft, das entspricht einem Anteil von 89 Prozent.

Technologie wird auch gegen Malaria getestet

Produkte gegen andere Krankheiten haben hingegen noch einen weiten Weg vor sich bis zu einer möglichen Zulassung. Zum Beispiel ein Impfstoff gegen Malaria, den Biontech jetzt entwickeln will. „Seit 100 Jahren wird das versucht, doch bislang nicht mit dem gewünschten Erfolg“, sagt Kremsner, selbst Malariaforscher.

Es gibt zwar einen moderat wirksamen Impfstoff. Doch er ist bislang noch nirgends zugelassen. Der Impfstoff enthält ein Stück Eiweiß von der Ober­fläche des Erregers, eines einzelligen Parasiten. „Doch vermutlich brauchen wir ein Produkt mit mehreren Angriffszielen“, sagt Kremsner. Derzeit unterstützt er Biontech dabei, unter Tausenden möglichen Eiweißen des Erregers die aussichtsreichsten herauszusuchen. Impfstoff-Kandidaten werden dann deren Baupläne enthalten. Noch in diesem Jahr soll die erste Studie mit Freiwilligen starten.

Wie weit ist die Forschung bei Krebs?

Doch wie ist der Stand bei therapeutischen Impfstoffen gegen Krebs? Biontech, CureVac und Moderna entwickelten ihre mRNA-Technologien vor allem, um diese Krankheiten besser als bislang zu bekämpfen. Zum Beispiel Darm-, Eierstock-, Lungen- und Lymphdrüsenkrebs. Die drei Firmen führen dazu derzeit Studien an Freiwilligen durch. All diese Entwicklungen befinden sich allerdings in ­einem frühen Stadium und sie bergen noch größere Herausforderungen als Impfstoffe gegen Infektionen.

Sie bieten allerdings auch ­die Chance auf neuartige, maßgeschneiderte Thera­pien. An einem dieser Versuche ist Professor Dirk Arnold beteiligt, Direktor des Asklepios-Tumorzentrums Hamburg und Internistischer Onkologe am Klinikum Hamburg-Altona. Profitieren sollen Menschen mit Darmkrebs in bestimmten Stadien, wenn sich bei ihnen das Erbgut von Krebszellen im Blut nachweisen lässt. Diese Gruppe erleidet besonders häufig Rückfälle.

mRNA individuell auf jeden Krebspatienten zugeschnitten

Den ersten Freiwilligen hat Arnold schon gefunden, insgesamt sollen es 200 Krebspatientinnen und -patienten aus 36 europäischen und US-amerikanischen Kliniken werden. Sie alle erhalten eine drei- bis sechsmonatige Chemotherapie als Standardbehandlung. Parallel gehen Tumorproben nach Mainz zu Biontech. Dort entschlüsseln Mitarbeiter das Erbmate­rial, wählen geeignete Angriffsziele aus und stellen davon die mRNA her: für jeden Teilnehmer individuell, sodass später der jeweilige Tumor gezielt angegriffen wird. Ein aufwendiger Prozess. Ob das den Behandelten einen Vorteil bringt, müsste eine Studie mit vielen Teilnehmern zeigen. Sie könnte frühestens im Jahr 2027 starten.

Ein ähnlicher Zeithorizont gilt für weitere Produkte, die aktuell erprobt werden. „Das Konzept funk­ti­oniert“, sagt Dr. Niels Ha­lama, Leiter der Abteilung Translationale Immuntherapie am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg. „Allerdings“, schränkt er ein, „sollte man nicht den Eindruck erwecken, als ob das bereits kurz vor der klinischen Anwendung steht.“

Ein Kindheitstraum soll sich erfüllen

Viele Fragen seien noch zu klären. Etwa, ob sich bei einem Tumor das gleiche Angriffsziel eignet wie bei seinen Metastasen. Und zu welchem Zeitpunkt die Tumorzellen so vielgestaltig sind, dass ein Erfolg unwahrscheinlich ist. Vielleicht brauche man ohnehin eher einen mRNA-Cocktail. Immerhin, so Halama: „Wir haben hier einen guten Werkzeugkasten mit Werkzeug, das man auch rasch an­passen kann.“

Die Zukunft wird zeigen, ob ­mRNA-Impfungen auch bei Krebs funktionieren. Şahin ist optimistisch, dass er mit seiner Firma dazu bei­tragen kann: „Die Entwicklung des Corona-Impfstoffs profitierte von der Krebsforschung und jetzt werden unse­re Krebsprogramme vom Erfolg unseres Corona-Vakzins profitieren.“ Ein Kindheitstraum würde sich für ihn erfüllen.

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