BNT162b2, mRNA-1273 oder dann demnächst wohl CVnCoV - das sind Kürzel für zwei hochwirksame Impfstoffe und einen Impfstoffkandidaten gegen COVID-19. Die Vakzine sind von den Unternehmen BioNTech, Moderna und CureVac in Rekordzeit entwickelt worden - und alle drei beruhen auf demselben Wirkprinzip: Sie schleusen den Bauplan eines bestimmten Virusmoleküls in die menschlichen Körperzellen hinein, wo dann das Immunsystem auf den Eindringling angesetzt wird.

Doch der Eindruck täuscht, dass diese mRNA-Impfstoffe quasi über Nacht vom Himmel gefallen sind. Hinter dem Wirkprinzip steht ein Konzept, das erstmals vor dreißig Jahren beschrieben und seitdem konsequent weiterentwickelt wurde. In der Coronakrise hat diese neue Klasse von Impfstoffen nun ihre Bewährungsprobe zu bestehen.

Ein Pionier bei der Entwicklung des mRNA-Wirkprinzips ist der Biologe Ingmar Hoerr. Er hat im Jahr 2000 das Biopharmazie-Startup CureVac in Tübingen mitgegründet, war Aufsichtsrats- und Vorstandsvorsitzender. Im März 2020 erlitt Ingmar Hoerr bei einer Dienstreise in Berlin eine Gehirnblutung und lag lange Zeit im künstlichen Koma - jetzt ist er wieder auf dem Weg der Genesung; zuhause bei seiner Familie in der Rehabilitation.

Lässt sich mit RNA tatsächlich eine Immunantwort in Zellen erzeugen? Das war die Fragestellung bei Hoerrs Doktorarbeit im Jahr 2000 - und beim entscheidenden Experiment konnte der Biologe das Ergebnis zunächst einmal selbst nicht ganz glauben: "Man muss ja immer auch Negativ-Kontrollen fahren in einem Versuch. Und ich hab gedacht, ich hab die Negativ-Kontrolle mit der Positiv-Kontrolle vertauscht. Und ich hab's dann nochmal gemacht und hab dann wirklich Wert darauf gelegt, meine Sinne beieinander zu halten und alles so zu machen, dass es auch stimmt. Und auch da war es dann wieder so. Also in dem Moment hab ich wirklich 'Heureka' gesagt."

Eine globale Pandemie mit immensen Belastungen für die Gesundheitssysteme und die Weltwirtschaft - es ist letztlich der Leidensdruck durch COVID-19, den den Weg endgültig frei macht für ein schon lange vielversprechendes Konzept: "Wahrscheinlich hat es das wirklich gebraucht. Die Schnelligkeit ja - RNA Impfstoffe sind sehr, sehr schnell zu machen - und letztlich auch die finanzielle Unterstützung, die wir ja jahrelang vermisst haben. Das war alles wahrscheinlich die ideale Umgebung, um sowas auch herzustellen und zu machen. Und mich freut es natürlich auch, dass Biontech und Moderna da vorangeschritten sind. Es ist ganz gut, dass es auch schnelle Impfstoffe gibt, die jetzt da sind; und es ist gut, dass auch der Curevac-Impfstoff dann folgen wird."

Die Vakzine von Biontech, Moderna und demnächst von Curevac beruhen alle auf dem gleichen Wirkprinzip - aber trotzdem können die mRNA-Impfstoffe sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Die bereits zugelassenen müssen z.B. bei sehr tiefen Minusgraden gelagert werden, beim kommenden Vakzin von Curevac wird Kühlschranktemperatur reichen. Es komme auf die "Formulierung", also die genaue Zubereitung der mRNA an, betont Ingmar Hoerr. Das beträfe zum einen die "Verpackung" des Moleküls in den umhüllenden Fett-Tröpfchen, den Nano-Lipiden. "Aber das andere ist auch die Lösung, also die Salzbestandteile in der Lösung, die auch einen ganz großen Effekt auf diese RNA haben. Es ist ganz wichtig, die Ladungen z.B. des Moleküls zu berücksichtigen. Da kann man ein bisschen dran tüfteln - also in der Formulierung kann man wirklich Arbeit investieren und kann das verbessern."

Auch bei Ingmar Hoerr und Curevac lag der Fokus zunächst auf der Entwicklung von möglichen Therapien gegen Krebs. Das Unternehmen hatte einen Impfstoff-Kandidaten gegen Prostatakrebs in der Entwicklung - im Jahr 2017 war der dann aber in einer Phase-2-Studie gescheitert. Ingmar Hoerr: "Man darf nicht unterschätzen: Krebszellen sind in Anführungszeichen 'intelligent', also die mutieren sich einfach weg. Und da war es auch so, dass wir damals noch nicht so diese optimalen Formulierungen hatten. Krebszellen sind häufig so, dass sie das Immunsystem runterregulieren können. Und das muss man durchbrechen. Also das ist sehr, sehr schwierig und ein dickes Brett."

Die nun gesammelten Erfahrungen mit den im Vergleich zu Krebszellen "viel dümmeren" Coronaviren könnten aber auch der mRNA-Krebstherapie einen entscheidenden Schub geben, glaubt Hoerr - bis hin zu einer individuellen Therapie, die sich momentan noch sehr visionär anhört: "Krebszellen mutieren sich ja immer wieder und man muss die Mutation untersuchen und kann relativ schnell diese RNA ausdrucken. Und das ist eine Sache, die wir mit Tesla zusammen entwickeln; dass wir mobile Drucker haben, die dann bei Arztpraxen z.B. zum Einsatz kommen, wo man dann ganz individuell für den Patienten das Medikament ausdrucken kann, was er braucht."

Die körpereigenen Zellen als individuelle Pharmafabriken, die ihre Medikamente oder benötigten Stoffe selbst herstellen, vorausgesetzt, man liefert ihnen den richtigen Bauplan - mit dem mRNA-Wirkprinzip sei letztlich alles denkbar. "Da kann man natürlich an die ganzen Mangelgeschichten, an Enzymmangeldefekte oder sowas, z.B. Diabetes könnte man da denken. Man könnte sogar gegen Altern irgendwas machen, also Demenzerkrankung und so weiter. Man muss einfach nur verstehen, was sind die Ursachen. Und dann kann man das auf die RNA programmieren."