Wenn Omar Rodriguez im Februar die Chemotherapie beendet, wird er für eine Dosis eines mRNA-Impfstoffs ins Krankenhaus zurückkehren. Aber es wird nicht für Covid-19 sein.
Bei Rodriguez, 47, aus Edinburg, Texas, wurde diesen Sommer Dickdarmkrebs im Stadium 3 diagnostiziert. Er wurde bereits operiert, um den Tumor zu entfernen, aber selbst nach der Chemotherapie sagte ihm sein Arzt, dass seine Krebswahrscheinlichkeit in den nächsten fünf Jahren immer noch zu 70 Prozent zurückkehrt.
Rodriguez wird zu den ersten Menschen in den USA gehören, die einen neuartigen, personalisierten Impfstoff erhalten, der dieselbe mRNA-Technologie nutzt, die in den Covid-Impfstoffen von Pfizer-BioNTech und Moderna verwendet wird. Dieses Mal wird der Impfstoff dem Körper nicht beibringen, das Coronavirus zu bekämpfen, sondern stattdessen Krebszellen.
Der Impfstoff wird von BioNTech hergestellt, dem deutschen Pharmaunternehmen, das letztes Jahr eine Partnerschaft mit Pfizer eingegangen ist, um den ersten Covid-Impfstoff herzustellen, der in den USA für den Notfall zugelassen wurde. Das Unternehmen untersucht den experimentellen Impfstoff in einer klinischen Phase-2-Studie; Rodriguez ist einer der Teilnehmer.
BioNTech hatte einen mRNA-Impfstoff im Visier, lange bevor das Coronavirus im vergangenen Jahr die Welt eroberte. Das Unternehmen wurde vor 13 Jahren mit dem Ziel gegründet, Krebstherapien zu entwickeln, sagte der CEO, Dr. Uğur Şahin.
Das deutsche Unternehmen ist nicht allein: Wissenschaftler auf der ganzen Welt hatten jahrzehntelang an der Entwicklung von mRNA-Impfstoffen gearbeitet, bevor die Coronavirus-Pandemie die Technologie in den Mainstream drängte. Die scheinbar endlosen Möglichkeiten umfassen die Behandlung oder Heilung chronischer Krankheiten, einschließlich HIV und Krebs.
Stränge von mRNA oder Boten-RNA sind winzige Ausschnitte des genetischen Codes, die dem Körper sagen, wie er Proteine aufbaut, wesentliche Bausteine jeder Zelle im Körper.
Die Idee hinter einem mRNA-Impfstoff – ob gegen Covid oder gegen Krebs – besteht darin, das genetische Material zu verwenden, um das Immunsystem so zu trainieren, dass es auf ein bestimmtes Protein abzielt. Beim Coronavirus ist es das Spike-Protein auf der Oberfläche des Virus. Bei Krebs könnte es ein Protein auf der Oberfläche einer Tumorzelle sein. Sobald das Immunsystem lernt, das Protein zu erkennen, kann es Antikörper oder T-Zellen bilden, die es bekämpfen und zerstören, zusammen mit den Zellen, die es tragen.
„Messenger-RNA ist eine einzigartige chemische Einheit“, sagt Yizhou Dong, außerordentlicher Professor für Pharmazie und Pharmakologie an der Ohio State University. Dong ist nicht am BioNTech-Impfstoff beteiligt. „Es ist ein sehr einfacher Code, den Sie auf jedes interessierende Protein oder Peptid anwenden können, sodass er sehr vielseitig sein kann.“
Covid habe die mRNA-Technologie unglaublich vorangetrieben, sagte Anna Blakney, Assistenzprofessorin für Biomedizintechnik an der University of British Columbia, die sich auf mRNA-Biotechnologie spezialisiert hat.
„Wir wissen jetzt, dass es sowohl vorteilhaft als auch sicher ist“, sagte Blakney, der ebenfalls nicht an der BioNTech-Forschung beteiligt ist. „Ich glaube nicht, dass es all diese Probleme sofort lösen wird, aber ich denke, es gibt Bereiche, die die Technologie wirklich auf die nächste Stufe bringen können, und das ist wirklich vielversprechend.“
Krebsrückfall bekämpfen
BioNTech entschied sich aufgrund der relativ hohen Rückfallrate der Krankheit für einen potenziellen Impfstoff gegen Darmkrebs.
Darmkrebs ist nach Angaben der Centers for Disease Control and Prevention in den letzten zehn Jahren bei Menschen unter 65 Jahren auf dem Vormarsch. Und eine von der American Cancer Society geleitete Studie schätzt, dass Menschen, die 1990 geboren wurden, ein doppelt so hohes Risiko haben, in ihrem Leben an Darmkrebs zu erkranken, als Menschen, die um 1950 geboren wurden, als das Risiko am niedrigsten war.
Mit den derzeitigen Behandlungsmethoden erleiden etwa 30 bis 40 Prozent der Patienten, bei denen Darmkrebs diagnostiziert wurde, etwa zwei oder drei Jahre nach der Operation einen Rückfall, der durch verirrte Krebszellen verursacht wird, die sich anderswo im Körper bewegt haben, sagte Şahin.
„Die Frage ist, wenn wir einen Impfstoff hinzufügen, können wir diese Rückfälle verhindern?“ sagte Şahin. “Wir glauben, dass der Impfstoff dazu in der Lage sein könnte.”
Der neuartige Impfstoff verwendet Proteine, die für Tumore von Menschen einzigartig sind, um ihr Immunsystem so zu trainieren, dass es Krebszellen erkennt und dann die Zellen bekämpft und hoffentlich abtötet.
„Anstatt eine traditionellere Chemotherapie zu verwenden, versucht sie jetzt, das körpereigene Immunsystem dazu zu bringen, den Krebs zu bekämpfen“, sagte Dr. Scott Kopetz, Professor für gastrointestinale medizinische Onkologie am MD Anderson Cancer Center der University of Texas, der die klinische Phase-2-Studie des Impfstoffs in den USA
An weiteren Studien werden Patienten in Belgien, Deutschland und Spanien mit insgesamt 200 Personen aufgenommen.
Um an der Studie teilnehmen zu können, müssen Patienten auch nach einer Operation oder Chemotherapie winzige Bruchstücke der Krebs-DNA im Blut haben, sagte Dr. Liane Preußner, Vizepräsidentin für klinische Forschung bei BioNTech. Der Nachweis der Krebsfragmente im Blut wird als Flüssigbiopsie bezeichnet.
„Obwohl sie im CT nach der Operation tumorfrei sind, haben sie wahrscheinlich nur eine sehr kleine Menge des Tumors im Körper und sind damit einem Risiko für ein frühes Wiederauftreten der Erkrankung ausgesetzt“, sagte Preußner und fügte hinzu, das Ziel sei es, frühzeitig mit einem gezielten mRNA-Impfstoff eingreifen, der die verbleibenden Zellen frühzeitig abtöten und ein Wiederauftreten verhindern könnte.
Eine neue Grenze der personalisierten Medizin
Wenn Rodriguez, der Krebspatient aus Texas, Anfang nächsten Jahres seine Chemotherapie beendet, werden die Ärzte eine Flüssigbiopsie durchführen, um nach zirkulierender Tumor-DNA zu suchen.
Wenn sie es finden, werden Krebszellen aus seinem Tumor an die BioNTech-Fabrik in Mainz geliefert. Dort werden Krebszellen von Menschen wie Rodriguez auf patientenspezifische Mutationen untersucht und in mRNA-Stränge kodiert, die in maßgeschneiderte Impfstoffe einfließen.
Der Impfstoff kann auf bis zu 20 Mutationen abzielen, und der gesamte Prozess, von der Tumorbiopsie bis zur Injektion, dauert etwa sechs Wochen, sagte Preußner. „Wir müssen den Tumor untersuchen und nach Mutationen suchen. Dann dauert es ein paar Tage, den Impfstoff herzustellen, die Qualitätskontrolle durchzuführen und ihn dann natürlich zurück ins Krankenhaus zu schicken.“
Ein großer Vorteil von mRNA-Therapien ist die rasende Geschwindigkeit, mit der maßgeschneiderte Behandlungen entwickelt und produziert werden können.
„Es dauert wirklich nur Tage, um einen neuen mRNA-Impfstoff zu entwickeln“, sagte Blakney. „Solange Sie das Protein kennen, das Sie codieren müssen, geben Sie es einfach in die Software ein und bestellen Sie diese DNA.“
Diejenigen, die an der vierjährigen klinischen Studie teilnehmen, erhalten sechs Wochen lang eine Infusion des Impfstoffs pro Woche, um die Immunantwort zu steigern. Danach wechseln sie zu einem zweiwöchentlichen Zeitplan und dann etwa ein Jahr lang alle paar Wochen.
Der Prozess, der nicht nur bei Dickdarmkrebs vorkommt, birgt das Potenzial für eine Vielzahl von wiederkehrenden Krebsarten. Eine klinische Phase-2-Studie des BioNTech-Partners Genentech untersucht eine maßgeschneiderte mRNA für Patienten mit Melanom.
„Es ist ein sehr vielversprechendes Feld, und wir stehen noch am Anfang der Möglichkeiten“, sagte Dong von der Ohio State University. “Es wird nur mehr geben, wenn wir die Krebsbiologie weiter besser verstehen.”
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