Der Erfolg der mRNA-Impfung gegen Covid-19 hat der RNA-Technologie einen erheblichen Schub verschafft. Richtig hergerichtet und gut verpackt sind synthetische Ribonukleinsäuren (RNA) stabil genug, um in die Zellen des Körpers aufgenommen und in therapeutisch relevante Proteine übersetzt zu werden. Die RNA müssen dafür weder ins Erbgut integriert werden, noch erzeugen sie Mutationen. Sie werden auch schnell wieder abgebaut. Daher ist die angestoßene Proteinproduktion zeitlich begrenzt. Diese Eigenschaften machen RNA zu einem interessanten Werkzeug für die Medizin.

Wie ambitioniert die Pläne der Wissenschaftler dabei sind, zeigt eine aktuelle Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Science“. Ein Team um Joel Rurik von der Perelman School of Medicine an der Universität Pennsylvania hat mit einer einzigen Injektion einer synthetischen RNA die Immunzellen einer Maus, bei der zuvor eine Herzfibrose induziert worden war, kurzzeitig derart umprogrammiert, dass die Immunzellen gegen die krankhafte Versteifung des Herzens vorgingen. Bei einer Herzfibrose versucht ein geschwächtes Herz, seine verminderte Pumpleistung durch ein größeres Volumen auszugleichen, indem es Bindegewebe zwischen die Herzmuskelzellen schiebt. Das hat zur Folge, dass das Herz vernarbt und steifer wird und immer schlechter pumpt. Daraus resultiert eine wachsende Herzinsuffizienz. Dieses Volksleiden mit einer einmaligen RNA-Injektion zu therapieren wäre eine Sensation.

Kombination aus Car-Therapie und RNA-Impfung

Die amerikanischen Wissenschaftler führen mit ihrer Vorgehensweise zwei Therapieprinzipien zusammen, die CAR-Therapie und die RNA-Impfung. Die CAR-Therapie ist eine Immuntherapie, die derzeit vor allem gegen Leukämien und Lymphome eingesetzt wird. Sie hetzt die Killer-T-Zellen des Patienten auf die Krebszellen. Dazu wird den Patienten zuerst Blut abgenommen, dann werden aus dieser Blutprobe T-Zellen isoliert und im Labor mit einem antikörperähnlichen Eiweiß ausgestattet, das Krebszellen erkennt. Danach werden die aufgerüsteten T-Zellen wieder zurück in die Blutbahn der Patienten gegeben. Dort führt das antikörperähnliche Eiweiß sie direkt zu den Krebszellen, die anschließend vernichtet werden. Bei verschiedenen Formen von Blutkrebs funktioniert diese Therapie sehr gut, allerdings ist sie wegen der Aufrüstung der T-Zellen im Labor zeitaufwendig und kostspielig. Deshalb wäre es wünschenswert, die T-Zellen direkt im Körper auf ihren Angriff gegen ein Zielmolekül vorzubereiten, ohne den Umweg über das Labor.

Genau das haben die amerikanischen Forscher getan. Zu dem Team gehören auch Carl June und Drew Weissman. June ist der Entdecker der CAR-Therapie, Weissman hat zusammen mit Katalin Kariko die Grundlagen für die RNA-Technologie hinter den Corona-Impfstoffen gelegt. Dass eine CAR-Therapie die Vernarbungen im Herzen einer Maus grundsätzlich auflösen kann, hatten die Wissenschaftler bereits vor zwei Jahren gezeigt. Die klassische Vorgehensweise kommt allerdings bei der Herzfibrose nicht infrage, weil die im Labor aufgerüsteten T-Zellen zu lange aktiv sind. Sie tragen das antikörperähnliche Eiweiß, das sie zu den Bindegewebszellen des Herzens führt, monatelang auf ihrer Oberfläche.

Bessere Kontrolle durch kurzlebige RNA

Bei einer Krebsbehandlung ist diese Langlebigkeit wünschenswert, weil die Tumorzellen dadurch noch lange aufgespürt und vernichtet werden können. Bei der Behandlung von Herzfibrose ist die lange Lebensdauer der aufgerüsteten T-Zellen jedoch ein Problem, da der Körper über die Vernarbung auch Verletzungen heilt. Eine monatelange Unterdrückung der Wundheilung würde die Patienten ernsthaft gefährden. Mit der Injektion einer kurzlebigen RNA wird dieses Risiko auf wenige Tage reduziert. Durch diese enge zeitliche Begrenzung der Wirkdauer ist die CAR-Therapie auch besser kontrollierbar. Das wäre bei der Behandlung von Volkskrankheiten wie der Herzinsuffizienz ein großer Vorteil. „Viele ernsthafte Erkrankungen basieren auf einer Fibrose“, schreibt der Hauptautor Jonathan A. Epstein in einer Erklärung, „darunter Herzversagen, Lebererkrankungen und Nierenversagen. Die neue Vorgehensweise könnte ein skalierbarer und erschwinglicher Weg sein, um die enormen medizinischen Belastungen dieser Erkrankungen zu bekämpfen.“

Wie sind die Wissenschaftler vorgegangen? Sie haben eine gegen Bindegewebszellen gerichtete RNA in eine Lipidhülle verpackt, diese Hülle mit Antikörpern gegen T-Zellen dekoriert und in die Blutbahn von Mäusen mit Herzfibrose gespritzt. Die Antikörper gegen T-Zellen führten die verpackte RNA direkt zu den Immunzellen, die die RNA aufnahmen. Das Ablesen der RNA sorgte dafür, dass die T-Zellen mit dem antikörperähnlichen Eiweiß ausgestattet wurden, das sie direkt zu den Bindegewebszellen im Herzen führte. Obwohl schon nach einer Woche keine entsprechende T-Zell-Aktivität mehr nachweisbar war, genügte diese kurze Wirkdauer, um die Herzfunktion der Mäuse zu normalisieren und das Herzvolumen zu reduzieren. Allerdings sind noch viele Fragen offen. Es gibt zum Beispiel widersprüchliche Daten zur Verträglichkeit der Behandlung. Trotzdem betrachten die Wissenschaftler die Ergebnisse als Erfolg, weil sie die generelle Machbarkeit dieses Ansatzes zeigt. Vielleicht werden Impfungen mit synthetischen RNAs bald die großen Stars der Medizin sein.