mRNA-Krebsimpfstoffe – 2025: Wo stehen wir?

Was sind mRNA-Impfstoffe?

mRNA-Impfstoffe funktionieren, indem sie synthetische mRNA in die Zellen des Körpers einschleusen. Diese enthält die Information zur Produktion bestimmter Proteine, sogenannter Antigene. Im onkologischen Kontext handelt es sich dabei in der Regel um tumorassoziierte Antigene (TAAs) oder tumorspezifische Antigene (TSAs). Durch das Auftreten dieser Antigene wird das Immunsystem angeregt, Krebszellen, die sie exprimieren, zu erkennen und zu bekämpfen. Dieser Ansatz bietet eine flexible und schnelle Möglichkeit, eine Immunantwort auszulösen – ohne den Körper lebenden Krankheitserregern auszusetzen.

Die 3 Typen von mRNA-Krebsimpfstoffen

mRNA-Krebsimpfstoffe lassen sich nach ihrem Aufbau und Wirkmechanismus in drei Kategorien einteilen:

1. Nicht-replizierende mRNA-Impfstoffe: Diese Impfstoffe enthalten mRNA-Sequenzen, die das gewünschte Antigen codieren, sich jedoch nicht in den Wirtszellen vervielfältigen. Nach der Verabreichung wird die mRNA in das Antigenprotein übersetzt, was eine Immunreaktion auslöst.
2. Self-Amplifying mRNA (SAM)-Impfstoffe: SAM-Impfstoffe enthalten mRNA, die sowohl das Antigen als auch die Replikationsmechanismus codiert. Dadurch kann sich die mRNA in der Wirtszelle selbst vervielfältigen. Dies kann zu einer stärkeren Proteinexpression und potenziell robusteren Immunantworten führen.
3. Trans-Amplifying mRNA (taRNA)-Impfstoffe: Hierbei werden zwei separate mRNA-Moleküle verabreicht – eines codiert das Antigen, das andere den Replikationsmechanismus. Dadurch wird die Antigen-mRNA vervielfältigt und ihre Produktion verstärkt.

Darüber hinaus können diese Impfstoffe gezielt ausgerichtet werden auf:

• Tumorassoziierte Antigene (TAAs): Antigene, die in Tumorzellen überexprimiert, aber auch in gesunden Geweben vorhanden sind. Sie bergen das Risiko einer Immuntoleranz. Impfstoffe gegen TAAs sind möglicherweise leichter zu entwickeln, erfordern jedoch häufig begleitende Immunmodulatoren, um eine starke Immunreaktion sicherzustellen.
• Tumorspezifische Antigene (TSAs) oder Neoantigene: Antigene, die aus tumorspezifischen Mutationen entstehen. Sie zeichnen sich durch hohe Spezifität aus und reduzieren das Risiko, gesundes Gewebe anzugreifen. Ihre Entwicklung erfordert jedoch personalisierte Ansätze für jeden Patienten.
• mRNA-basierte Immunmodulatoren: mRNA-Sequenzen, die Zytokine, Antikörper oder Immuncheckpoint-Inhibitoren codieren, um die Immunantwort gegen Krebszellen insgesamt zu verstärken.

Aktuelle Herausforderungen bei der Einführung von mRNA-Krebsimpfstoffen

Trotz ihres Potenzials stehen mRNA-Krebsimpfstoffe noch vor mehreren Hürden:

• Herausforderung Nr. 1: Antigenauswahl
  Die Auswahl geeigneter Antigene ist ein kritischer Schritt. Ziel ist es, Antigene zu identifizieren, die eine starke Immunantwort auslösen, ohne dabei das Risiko von Autoimmunreaktionen zu erhöhen. Dieser Prozess ist hochkomplex und zentral für das Impfstoffdesign.
• Herausforderung Nr. 2: Personalisierung
  Die maßgeschneiderte Anpassung an die individuellen Tumormerkmale erfordert eine detaillierte Tumorprofilierung sowie schnelle Produktionsprozesse. Beides ist komplex und teuer, was die Entwicklung personalisierter Impfstoffe besonders herausfordernd macht.
• Herausforderung Nr. 3: Transportsysteme
  Damit die mRNA ihre Wirkung entfalten kann, muss sie effizient in die Zielzellen gelangen und gleichzeitig vor Abbau geschützt werden. Bisher werden hierfür vor allem Lipidnanopartikel eingesetzt, die jedoch nur eingeschränkt funktionieren. Neue Ansätze wie polymere Trägersysteme oder extrazelluläre Vesikel werden daher intensiv erforscht.
• Herausforderung Nr. 4: Immunflucht
  Tumoren sind in der Lage, der Immunerkennung zu entgehen. Deshalb werden oft Kombinationstherapien benötigt, um die Wirksamkeit von mRNA-Impfstoffen zu steigern. Ein Beispiel ist Modernas mRNA-4157 (V940), eine personalisierte Neoantigen-Therapie in Kombination mit KEYTRUDA® (Pembrolizumab) von Merck. Sie befindet sich in Phase-III-Studien bei NSCLC und Melanom und erhielt 2023 den Status „FDA Breakthrough Therapy“ für Melanom. Erste Daten zeigen eine 75%ige Reduktion des Rückfallrisikos. Ein weiteres Beispiel ist BioNTechs BNT111, das in Kooperation mit Regeneron entwickelt wurde. Es codiert vier Melanom-assoziierte Antigene und wird in einer Phase-2-Studie in Kombination mit Libtayo® (Cemiplimab) getestet. Die Ergebnisse sind positiv; das Programm erhielt 2021 „FDA Fast Track“- und „Orphan Drug“-Status.
• Herausforderung Nr. 5: Globale Kooperationen
  Die Weiterentwicklung von mRNA-Krebsimpfstoffen hängt stark von internationalen Partnerschaften ab. Kooperationen zwischen Forschungseinrichtungen, Pharmaunternehmen und Gesundheitssystemen sind entscheidend, um klinische Entwicklungen zu beschleunigen und den Zugang für Patienten zu ermöglichen. Beispiele sind die Zusammenarbeit von CureVac mit dem MD Anderson Cancer Center, GSK mit der University of Oxford oder Merck/Moderna mit dem Yale Cancer Center.

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Über den Autor, 

Volker, Great Explorer Oncology in Alcimeds Life Sciences Team in Deutschland