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News Trends 9 www labo de 10 2021 Katalin Karikó Özlem Türeci und Uğur Şahin erhalten den Paul-Ehrlichund-Ludwig-Darmstaedter-Preis 2022 Die Biochemikerin Katalin Karikó die Ärztin Özlem Türeci und der Arzt Uğur Şahin werden mit dem Paul-Ehrlichund-Ludwig-Darmstaedter-Preis 2022 ausgezeichnet wie der Stiftungsrat der Paul Ehrlich-Stiftung bekannt gab Die drei Preisträger werden für ihre Erforschung und Entwicklung von messenger-RNA mRNA zu präventiven und therapeutischen Zwecken ausgezeichnet Sie haben eine Technologieplattform etabliert die Innovatives in die Medizin bringt – von einer externen Applikation von Impfantigenen oder therapeutisch wirksamen Proteinen hin zu deren interner Produktion in den Körperzellen der Patienten Ein großer Erfolg war dabei die schnelle Entwicklung eines Impfstoffes gegen COVID-19 Katalin Karikó 66 verfolgte das Ziel durch Einbringung von mRNA in lebenden Zellen die Produktion von Proteinen anzuregen an denen es Patienten ganz oder teilweise mangelte zum Beispiel bei einer Erbkrankheit wie der Mukoviszidose Sie war vom prinzipiellen Vorteil solcher Proteinersatztherapien überzeugt Denn anders als DNA-Therapeutika muss die mRNA nicht in den Zellkern gelangen um ihre Wirkung zu entfalten RNA integriert sich nicht in das Genom ihrer Zielzelle und ist nur vorübergehend aktiv weil sie sehr schnell abgebaut wird Karikó die an der University of Pennsylvania forscht machte die bedeutende Entdeckung wie sich die körpereigene Abwehrreaktion gegen synthetische mRNA ausschalten und damit die intrazelluläre Proteinproduktion deutlich erhöhen ließ Uğur Şahin 55 und Özlem Türeci 54 kommen aus der Krebsforschung Sie fokussierten sich an der Universität des Saarlandes und der Universität Mainz seit Mitte der 1990er-Jahre darauf Krebsimpfstoffe zu entwickeln die dem Immunsystem eines Patienten die Antigene seines eigenen Tumors präsentieren damit es diesen zerstöre Sie entschieden dass die Gabe von mRNA die die Baupläne von Tumorantigenen trug dafür am besten geeignet sein würde Ende der 1990er-Jahre begannen sie mRNA so zu verändern dass sie als Krebsvakzin verimpft werden konnte In jahrelanger Forschungsarbeit veränderten sie eine Vielzahl struktureller Komponenten der mRNA wodurch sie sowohl deren intrazelluläre Stabilität als auch deren Translationseffizienz signifikant steigerten und damit einen alternativen Lösungsansatz entwickelten der niedrigen Proteinproduktion entgegenzuwirken Mit den 2006 publizierten Ergebnissen dieser Arbeit gingen sie in demselben Jahr als Sieger aus dem ersten „Go Bio“-Wettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung hervor was sie zur 2008 erfolgten Gründung von BioNTech motivierte In den Folgejahren gelang es dem Forscherpaar die Impfstoffwirkung dadurch zu verbessern dass sie mRNA gezielt in dendritische Zellen DC im lymphatischen Gewebe einbrachten Dies gelang dank der Entwicklung geeigneter Lipidnanopartikel als Transportmittel erreichten die beiden Ärzte und ihr Team eine körperweite Verbreitung von mRNA in dendritischen Zellen wodurch sie eine große Zahl von Immunzellen „rekrutieren“ konnten die mit Präzision nur Krebszellen angriffen Auf das von ihnen erfolgreich erprobte Prinzip mRNA gezielt in DCs des lymphatischen Gewebes einzubringen und auf ihre Erfahrung mit Krebsimpfstoffen konnten Şahin und Türeci später bei der Entwicklung des COVID-19-Impfstoffes zurückgreifen Darüber hinaus kam dem COVID-19-Impfstoff der Einbau der verschiedenen optimierten Strukturkomponenten der mRNA zugute die Şahin und Türeci ursprünglich für ihre Krebsimpfstoffe entwickelt hatten Katalin Karikó schloss sich dem Unternehmen 2013 an Für die Entwicklung von Proteinersatztherapien sind die von ihr entdeckten nichtimmunogenen mRNA-Moleküle unerlässlich Für die Entwicklung von Krebs-Vakzinen die v a zelluläre Immunität hervorrufen sollen sind sie es nicht Eine gewisse Immunstimulation ist bei jeder Impfung zwingend erforderlich Für die Entwicklung von Impfstoffen gegen Infektionskrankheiten die vor allem eine humorale Immunität durch die Anregung der Produktion von Antikörpern hervorrufen sollen ist nichtimmunogene mRNA jedoch von Vorteil Beide erfolgreichen mRNA-Impfstoffe gegen COVID-19 basieren auf optimierten Strukturkomponenten der mRNA wie auf Katalin Karikós Entdeckung nichtimmunogener mRNA Für die notwendige Immunstimulation sorgen bei beiden die Lipidformulierungen Quelle Goethe-Universität Frankfurt Paul Ehrlich-Stiftung Katalin Karikó Uğur Şahin und Özlem Türeci v l n r Bilder links Courtesy of Vilcek FoundationMHamiltonVisuals Mitte und rechts BioNTech