Im Herbst 2020 begab sich Barbara Brigham unters Messer. Die heute 79-jährige Amerikanerin litt an einem bösartigen Tumor der Bauchspeicheldrüse (Pankreas), der chirurgisch entfernt wurde. In der Krebsklinik »Memorial Sloan Kettering Cancer Center« in New York City erholte sie sich von dem Eingriff, bis sie wieder nach Hause zurückkehren konnte. Der herausgeschnittene Tumor samt einigen Teilen ihrer Bauchspeicheldrüse durchlief unterdessen gründliche Laboruntersuchungen einschließlich Erbgutanalysen.

Als Brigham zwei Monate später erneut die Klinik aufsuchte, erhielt sie mehrere Dosen eines Krebsimpfstoffs, der speziell auf Veränderungen im Erbgut ihres Tumorgewebes zugeschnitten war. Der Impfstoff bestand aus Boten-RNA (mRNA), verpackt in winzigen Bläschen aus Lipidmolekülen. Er enthielt genetische Anweisungen, die Brighams Immunsystem dabei unterstützten, die Krebszellen gezielt zu attackieren. Es war ihr ganz persönliches Medikament.

Heute ist es vier Jahre her, seit Brigham die letzten Dosen dieses personalisierten Impfstoffs erhalten hat. In der Zeit hat sie miterlebt, wie eines ihrer Enkelkinder das College abschloss und heiratete und ein anderes zu promovieren begann. Sie besuchte Dutzende Basket- und Volleyballspiele ihrer weiteren Enkel und hielt das jüngste Familienmitglied in den Armen – ein Mädchen, das 2024 geboren wurde. Einmal wöchentlich veranstaltet sie einen Brettspieleabend mit Freunden daheim und versucht, die Maxime ihrer Mutter zu beherzigen, jeden Tag ein kleines Abenteuer zu erleben. »Ich bin hier und da ein wenig durch Arthritis eingeschränkt, doch immer in Bewegung«, erzählt Brigham. Vor allem aber ist sie frei von Bauchspeicheldrüsenkrebs.

Den Krebs dauerhaft zurückgedrängt

Brighams Tumorbehandlung erfolgte im Rahmen einer klinischen Phase-1-Studie, die vom Memorial Sloan Kettering Cancer Center gemeinsam mit den Pharmaunternehmen Genentech und BioNTech durchgeführt wurde. BioNTech steuerte dabei den Großteil der mRNA-Technologie bei. Brigham gehörte zu insgesamt 16 Personen, die an der Studie teilnahmen und den mRNA-Krebsimpfstoff zusammen mit weiteren Medikamenten erhielten. Acht dieser Menschen reagierten auf die Behandlung mit einer deutlich ausgeprägten Immunantwort. Sechs von diesen, darunter Brigham, sind bis heute in Remission – bei ihnen hat sich die Krebserkrankung also dauerhaft zurückgebildet. Auch von den übrigen acht, die keine nennenswerte Immunreaktion auf den Impfstoff zeigten, befindet sich eine Person in Remission.

Insgesamt sieben Erfolge bei 16 behandelten Patienten – das klingt vielleicht nach nicht viel. Doch tatsächlich ist es ein Durchbruch. Bauchspeicheldrüsenkrebs gehört zu den aggressivsten und tödlichsten Tumorarten. Er wächst oft außergewöhnlich schnell, und seine ersten Anzeichen – Gewichtsverlust, Krämpfe, leichte Gelbsucht – werden häufig übersehen, sodass er zum Zeitpunkt der Diagnose meist nur noch schwer behandelbar ist. Lediglich acht Prozent jener, die an der häufigsten Form von Bauchspeicheldrüsenkrebs leiden, dem duktalen Adenokarzinom, überleben ihre Diagnose um mehr als fünf Jahre. Die meisten Erkrankten sprechen auf die gängigen Behandlungsverfahren kaum an.

Mittlerweile gibt es Belege dafür, dass mRNA-Impfstoffe gegen diverse Krebsarten wirken, unter anderem gegen das Melanom, den »schwarzen Hautkrebs«. Eine Phase-2-Studie aus dem Jahr 2024 ergab: Erhalten Patienten mit fortgeschrittenem Melanom außer einer OP und einem Immuncheckpoint-Inhibitor noch einen personalisierten mRNA-Krebsimpfstoff, dann sinkt ihr Risiko, an der Krankheit zu sterben oder einen Rückfall zu erleiden, auf etwa die Hälfte. In anderen Studien testen Mediziner die Wirksamkeit von mRNA-Impfstoffen gegen Nieren- und Blasenkarzinome sowie Lungenkrebs – auch dort mit ermutigenden Ergebnissen. In all diesen Untersuchungen erfolgt die Impfstoffgabe zusätzlich zu operativen und medikamentösen Therapien. Die Impfung soll das Immunsystem dazu befähigen, abnormale Tumorproteine zu erkennen und etwaige Krebszellen zu vernichten, die den anderen Behandlungen entgangen und im Organismus verblieben sind.

Mindestens 50 klinische Studien testen den neuen Ansatz

Die vielversprechenden Erfolge gegen so unterschiedliche Tumorarten haben Forscherinnen und Forscher dazu motiviert, personalisierte mRNA-Impfstoffe in deutlich größerem Umfang zu untersuchen. Dabei haben sie einen Ansatz gewählt, der mehrere Entwicklungen kombiniert: die Aufklärung von Immunprozessen; Innovationen in der Impfstoffherstellung, angekurbelt durch die Covid-19-Pandemie; die Fortschritte der künstlichen Intelligenz sowie die drastisch fallenden Kosten der Gensequenzierung. Derzeit laufen in den USA, Europa und Asien mindestens 50 klinische Studien, die mRNA-Behandlungen gegen insgesamt mehr als 20 Krebsarten testen. Ein personalisierter mRNA-Impfstoff gegen das Melanom steht kurz vor der Zulassung. Er könnte bereits 2028 verfügbar sein – gefolgt von mRNA-Vakzinen gegen weitere Tumorerkrankungen.

Krebserkrankungen sind hauptsächlich deshalb so tückisch, weil Tumorzellen aus körpereigenen Zellen hervorgehen und der Organismus sie aus diesem Grund oft nicht als Bedrohung wahrnimmt. Tumorzellen enthalten größtenteils die gleichen Gene und Moleküle wie gesunde Zellen, was es unserem Immunsystem erschwert, zwischen den beiden zu unterscheiden.

In den 1890er-Jahren gelang es dem amerikanischen Arzt William Coley, bei Patienten mit inoperablen Tumoren die Krankheit zurückzudrängen, indem er ihnen Bakterien aus der Gattung Streptococcus injizierte. Er gilt heute als Vorreiter der Krebsimmuntherapie. Seine Behandlungen führten teilweise zum Erfolg; die Mechanismen dahinter waren allerdings kaum verstanden. Noch Jahrzehnte später zweifelten Fachleute daran, ob unser Immunsystem überhaupt in der Lage sei, Krebszellen als solche zu erkennen.

Wegen dieses Mangels an Wissen waren die krebsmedizinischen Behandlungsmethoden des 20. Jahrhunderts oft hochgradig invasiv und toxisch. Zunächst versuchten es die Ärzte mit umfangreichen chirurgischen Eingriffen an den Organen, in denen Tumoren wucherten. Es folgten systemische (den ganzen Organismus betreffende) Strahlen- und Chemotherapien, um Krebszellen im gesamten Körper zu bekämpfen. Schrittweise verfeinerten die Onkologen diese Ansätze dann, indem sie präziser operierten, selektiver bestrahlten und bessere Chemotherapien einsetzten, die nicht so viele gesunde Zellen als »Kollateralschaden« zerstörten. Dagegen versprachen Immuntherapien eine grundlegendere Abkehr von den üblichen Behandlungsmethoden, indem sie darauf zielten, das körpereigene Immunsystem für präzise Angriffe auf die Krebszellen einzuspannen.

Spezielle Eiweiße des Tumors bremsen die Körperabwehr

Den ersten echten Beweis dafür, dass Immunzellen dazu fähig sind, Tumoren zu erkennen, lieferten Fachleute in den 1950er- und 1960er-Jahren. Von da an verstanden sie nach und nach immer besser, dass Tumoren diverse Tricks einsetzen, um eine Immunreaktion gegen sich zu unterdrücken. Einige Krebsherde schützen sich mit Bindegewebe: Sie bilden daraus eine Art Abwehrschild, der es körpereigenen Immunzellen erschwert, in die Tumormasse einzudringen und sie zu attackieren. Andere Tumorzellen stellen Eiweiße her, mit denen sie wichtige Immunzellen lahmlegen. Diese Proteine besetzen sogenannte Immuncheckpoints– Rezeptormoleküle auf den Abwehrzellen, die deren Aktivität herunterregeln. Tumoren können Immunzellen sogar für sich selbst rekrutieren, indem sie sie dazu veranlassen, Blutgefäße sprossen zu lassen und somit für eine bessere Sauerstoff- und Nährstoffzufuhr zu sorgen.

Nachdem die Fachwelt einiges darüber herausgefunden hatte, wie Krebs das Immunsystem manipuliert, begann sie nach Wegen zu suchen, um das zu verhindern. Unsere Körperzellen zerlegen ständig einige ihrer Proteine in kleine Bruchstücke und präsentieren diese nach außen. Sie bieten die Proteinstücke als Teil ihrer MHC-Proteinkomplexe dar; das sind molekulare Aushängeschilder auf der Zelloberfläche, mit denen sich die Zellen dem Immunsystem gegenüber ausweisen. Entdeckt die Körperabwehr dort das Protein eines Krankheitserregers, entsendet sie T-Lymphozyten – eine Untergruppe der Immunzellen – , um die befallene Zelle zu vernichten. Manche Krebszellen stören diesen Prozess, indem sie Immuncheckpoints auf den T-Lymphozyten besetzen und Letztere so abschalten. Um das zu verhindern, verwenden Medizinerinnen und Mediziner seit den 1990er-Jahren sogenannte Checkpoint-Inhibitoren. Das sind Moleküle, die Krebszellen daran hindern, Immuncheckpoints zu missbrauchen. Checkpoint-Inhibitoren nehmen den Tumorzellen die Möglichkeit, sich der Körperabwehr zu entziehen. Seit nunmehr drei Jahrzehnten sind sie im klinischen Einsatz und haben sich insbesondere gegen Melanome bewährt.

Die Erforschung der Immuncheckpoints und der Checkpoint-Inhibitoren hat eindeutig gezeigt, dass Immunzellen einen Tumor auf ähnliche Weise erkennen wie andere Krankheitserreger: anhand von Oberflächenproteinen, deren Baupläne wiederum in der DNA der Tumorzellen gespeichert sind. Das war eine entscheidende Einsicht. Doch so revolutionär Checkpoint-Inhibitoren sind, sie helfen lange nicht allen Patientinnen und Patienten. Etwa 80 Prozent der damit Behandelten sprechen nicht darauf an. Fachleute untersuchen noch immer, warum das so ist. Offenbar unterscheiden sich erkrankte Personen darin, wie gut ihr Immunsystem dazu imstande ist, Tumorzellen als schädlich zu erkennen.

Computeralgorithmen helfen herauszufinden, wo der Krebs angreifbar ist

Hier kommen mRNA-Impfstoffe ins Spiel. Jason Luke, ein Melanomexperte, der als leitender Mediziner im biomedizinischen Start-up-Unternehmen »Strand Therapeutics« arbeitet, hat an mehreren klinischen Studien zu mRNA-Krebsimpfstoffen mitgewirkt. Luke zufolge nutzen sowohl Checkpoint-Inhibitoren als auch mRNA-Impfstoffe unser Immunsystem, um Krankheitserreger anhand von Proteinen zu identifizieren und zu bekämpfen. Checkpoint-Inhibitoren seien aber nur sinnvoll, wenn die Körperabwehr einen Tumor bereits als Bedrohung einstufe – den Krebs am Herunterregeln der Immunreaktion zu hindern, wirke schließlich nur, wenn schon ein Immunangriff laufe. Im Gegensatz dazu könnten mRNA-Impfstoffe auch jenen Patienten helfen, deren Tumoren keine starke Immunantwort auf sich gezogen haben. Denn die Impfung stachle eine Abwehrreaktion von sich aus an. Dabei sei es jedoch wichtig, so Luke, mithilfe von Computeralgorithmen zu entschlüsseln, welche Merkmale einer Krebszelle am ehesten von der Körperabwehr erkannt werden und die potenziell stärkste Antwort triggern.

An einem Montagmorgen im April 2025 besuchte ich den Chirurgen Vinod Balachandran im achten Stock des Memorial Sloan Kettering Cancer Center. Balachandran ist Direktor eines Zentrums für Tumorimpfstoffe an der Krebsklinik und leitete die Phase-1-Studie, an der Barbara Brigham teilgenommen hat. Der Eingang zu seinem Labor liegt am Ende eines Flurs, der von großen Gefrierschränken mit Gewebeproben gesäumt ist.

Als ich dort ankam, empfing mich Balachandran in einem Raum hinter einer Doppeltür, wo Postdoktoranden über Laptops gebeugt unter Hochregalen voller Pipetten und Gewebekulturplatten saßen. Er ging zum Fenster, zeigte auf die Ziegelfassade des Krankenhauses gegenüber und erklärte, wenn dort drüben eine Tumor-OP stattfinde und dabei Gewebeproben entnommen würden, müssten diese nur einen kurzen Weg in sein Labor zurücklegen. »Diese räumliche Nähe ist sehr vorteilhaft«, betonte der Mediziner. Denn sie sorge dafür, dass die Gewebeproben nach dem Eingriff rasch untersucht würden.

Die Forschungsarbeiten, die schließlich zu Brighams Impfstoff führten, entstanden aus Untersuchungen an Bauchspeicheldrüsenkrebs-Patienten, die als »außergewöhnliche Responder« bekannt sind – eine kleine Untergruppe der Erkrankten, die nach der Diagnose noch mindestens fünf Jahre lang leben. »Das kommt sehr selten vor«, sagt Balachandran. Selbst in einer so großen medizinischen Einrichtung wie dem Memorial Sloan Kettering, das jährlich Zehntausende Krebskranke behandelt, kamen nur deshalb genügend Gewebeproben von außergewöhnlichen Respondern zusammen, weil das Klinikzentrum schon seit vielen Jahren die Proben sämtlicher Patientinnen und Patienten aufbewahrt. Als Balachandran dort 2015 seine Arbeit aufnahm, stützte er seine Forschungsarbeiten auf Gewebeproben, die mehr als ein Jahrzehnt zuvor entnommen worden waren.

Dem Immunsystem mehr Schlagkraft verleihen

2017 veröffentlichten Balachandran und sein Team eine Studie, aus der hervorgeht: Manche Personen mit duktalem Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse besitzen ein Immunsystem, das tumortypische Proteine besonders gut erkennt und anhand dessen ein Langzeitgedächtnis entwickelt, mit dem es ein Wiederauftreten der Krankheit bekämpft. Bei manchen dieser Menschen ließen sich Immunzellen, die Krebszellen erkennen, mehr als zehn Jahre nach Entfernung des ursprünglichen Tumors noch im Blut nachweisen. Was wäre, fragte sich Balachandran, wenn wir die 92 Prozent der Erkrankten, die nicht von Natur aus gut auf die Behandlung ansprechen, mit ähnlich günstigen Immunfunktionen ausstatten könnten? »Anders gefragt: Kann man dem Immunsystem von außen beibringen, die krebstypischen Proteine beispielsweise eines Pankreastumors zu erkennen?«

Wenn Tumoren wachsen und Absiedelungen im Körper bilden (»metastasieren«), durchlaufen sie eine beschleunigte Evolution. Körperzellen erwerben genetische und/oder epigenetische Mutationen, was dazu führt, dass sie sich abnormal häufig teilen, die Selbstregulation des Organismus unterlaufen und eine immer größer werdende Gruppe eng verwandter Zellklone bilden. Mit fortschreitender Zeit entarten diese Klone tendenziell weiter, da sie laufend neue Mutationen erwerben. Sie bringen eine Tumormasse hervor, die in gesundes Körpergewebe hineinwächst, es verdrängt und zerstört. Viele Mutationen in Krebszellen äußern sich in Form abnormaler Proteine und Proteinbruchstücke auf der Zelloberfläche. Weil die Körperabwehr sie dort als »fremd« erkennen und attackieren kann, bezeichnet man diese abnormalen Molekülfragmente als Neoantigene. Ein Antigen ist eine molekulare Struktur, an die sich Antikörper des Immunsystems binden, um sie zu bekämpfen.

Balachandran vergleicht die stetig größer werdende Gruppe der Zellklone in einem wuchernden Tumor mit ständig neu auftauchenden Varianten in einer Virusfamilie. Ein Beispiel dafür lieferte die weltweite Covid-19-Pandemie, bei der nacheinander die Alpha-, Delta- und Omicron-Version des Erregers Sars-CoV-2 erschienen. »Bei einer so rasanten Virusevolution wünscht man sich einen Impfstoff, der vor möglichst allen Erregersorten schützt«, sagt Balachandran. Dazu muss man wissen, was diese Varianten voneinander unterscheidet – und was sie gemeinsam haben.

Ab wann wird die Immunabwehr auf den Tumor aufmerksam?

Für die Entwicklung eines Krebsimpfstoffs ist es ebenfalls wichtig, die Evolution des Tumors zu berücksichtigen. Das Ziel hierbei lautet aber nicht, zwischen verschiedenen Krebszellklonen zu unterscheiden, sondern herauszufinden, ab wann das Immunsystem die entarteten Zellen als körperfremd erkennt. »Irgendwann – vermutlich nicht sofort – beginnt die Körperabwehr, einen Tumor als potenziellen Schädling wahrzunehmen«, sagt der Medizinphysiker Benjamin Greenbaum, ein Kollege Balachandrans am Memorial Sloan Kettering. Er war an der Entwicklung des Krebsimpfstoffs beteiligt, mit dem Barbara Brigham behandelt wurde. Es sei bekannt, so Greenbaum, dass Tumoren im fortgeschrittenen Stadium oft klare Anzeichen dafür zeigten, in den Fokus der Immunabwehr geraten zu sein – selbst wenn sich das klinisch oft nur wenig bemerkbar mache. Zu diesen Anzeichen zählten ein verändertes Mikromilieu rund um den Tumor und die Bildung von Molekülen, die mit Immuncheckpoints wechselwirken. Sie ließen sich als evolutionäre Anpassungen des Tumors verstehen, mit denen er der Immunreaktion entgeht.

Um einen funktionsfähigen mRNA-Impfstoff zu entwickeln, mussten Greenbaum und Balachandran sowohl die DNA-Sequenz der Tumorzellen aufklären, die sie vernichten wollten, als auch jene Neoantigene dieser Zellen finden, die besonders gute Angriffsziele für das Immunsystem abgeben. Welche von ihnen sind für welche Krebsart typisch? Welche treten in möglichst vielen Zellklonen eines Tumors auf, beziehungsweise sind bei möglichst vielen Patienten zu finden? Und welche unterscheiden sich am meisten von den Oberflächenstrukturen gesunder Zellen und sind für Immunzellen gleichzeitig gut zugänglich? Das versuchen Fachleute wie Greenbaum und Balachandran herauszufinden.

Die Forscher erkannten: Es sind eher zufällig auftretende Genveränderungen in den Krebszellen, die eine starke Abwehrreaktion auf sich ziehen

Sogenannte Treibermutationen sind Genveränderungen, die eine Krebserkrankung maßgeblich vorantreiben. Bei Bauchspeicheldrüsenkrebs betreffen sie häufig ein Gen namens KRAS. Die Neoantigene, die aus dessen Mutationen hervorgehen, scheinen eine Immunreaktion aber nicht verlässlich zu provozieren. Stattdessen, so erkannten Balachandran und sein Team, sind es eher zufällig auftretende Genveränderungen in den Krebszellen, sogenannte Passagiermutationen, die Neoantigene hervorbringen, welche eine starke Abwehrreaktion auf sich ziehen. Das war im Jahr 2017, als die entsprechende Studie erschien, eine überraschende Erkenntnis. Jahrzehntelang hatten sich Wissenschaftler, die über Krebsimmuntherapien forschten, auf Melanome konzentriert, da deren Tumorzellen häufig mutieren. »Das macht sie für das Immunsystem leicht erkennbar und somit zu einem guten Ziel«, schildert Michael Postow, Onkologe am Memorial Sloan Kettering, der mRNA-Impfstoffe gegen Hautkrebs mitentwickelt. Mit all den abnormen Neoantigenen, die ein Melanom produziert, sollte es die Aufmerksamkeit der Körperabwehr stark auf sich ziehen und sie zum Angriff provozieren. Im Gegensatz dazu, so glaubten die Fachleute, zeichne sich Bauchspeicheldrüsenkrebs durch so wenige genetische Veränderungen aus, dass eine Passagiermutation als Auslöser einer heftigen Immunreaktion dort unwahrscheinlich sei.

Mehr ist nicht unbedingt besser

Mit den Ergebnissen seiner Studie von 2017 kehrte Balachandran dieses Argument um. Sein Gedankengang: Selbst bei Melanomen, die sich wegen ihrer hohen Mutationslast relativ gut mit Krebsimpfstoffen behandeln lassen sollten, gelingt es nicht immer sofort, die richtigen Tumorantigene auszuwählen, gegen die man dann impft. Erstens liefern genetische Untersuchungen von Tumoren immer nur Momentaufnahmen. Zellklone, die zum Zeitpunkt der Untersuchung zahlreich im Tumor vertreten sind, können einige Monate oder Jahre später von anderen verdrängt worden sein. Zweitens können sich Tumorantigene im Lauf der Zeit verändern, beispielsweise wenn weitere Mutationen ihre Aminosäuresequenz zusätzlich abwandeln. Drittens wird nicht jedes (Tumor-)Antigen einer Zelle so prominent auf ihrer Oberfläche präsentiert, dass es eine Immunreaktion auf sich zieht. Viertens können Tumorantigene zufällig den Oberflächenstrukturen irgendwelcher gesunder Körperzellen ähneln. Entfesselt man dann mit einem Impfstoff eine Abwehrreaktion gegen sie, kann das Kollateralschäden an intakten Organen nach sich ziehen.

Melanome präsentieren demnach zwar wegen ihrer hohen Mutationsrate viele potenzielle Zielstrukturen, auf die man das Immunsystem per Krebsimpfstoff hetzen kann. Dabei muss man jedoch sorgsam auswählen: Ein einzelner Tumor bietet bis zu 10 000 verschiedene Antigene auf der Oberfläche seiner Zellen dar, die sich unmöglich alle gleichzeitig ins Visier nehmen lassen. Beschränkt man die Immunattacke auf einige wenige davon, kann es sein, dass man sich ausgerechnet für die falschen entscheidet. Im Gegensatz dazu weisen Bauchspeicheldrüsen-Tumoren eine geringere Zahl von Mutationen auf und somit weniger Neoantigene, was aber wiederum die Chance erhöht, diejenigen unter ihnen zu finden, die wirklich gute Ziele abgeben.

Ein einzelner Tumor bietet bis zu 10.000 verschiedene Antigene auf der Oberfläche seiner Zellen dar, die sich unmöglich alle gleichzeitig ins Visier nehmen lassen

Gestützt auf diese Überlegungen, wandte sich Balachandran an den Mediziner Uğur Şahin, Mitbegründer und Geschäftsführer von BioNTech, und bot ihm an, gemeinsam einen mRNA-Impfstoff gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs zu entwickeln. Die beiden hatten bereits vor der Covid-19-Pandemie kooperiert, was während der Pandemie aber zum Erliegen kam, weil BioNTech rundum mit der Markteinführung des weltweit ersten mRNA-Covid-Impfstoffs beschäftigt war. Von solchen Vakzinen wurden weltweit Hunderte Millionen Dosen verabreicht, was schätzungsweise 1,5 bis 2 Millionen Menschen das Leben gerettet hat.

Eine flexible Impfplattform für unterschiedlichste Zwecke

mRNA als zentraler Bestandteil des Impfstoffs erwies sich im weltweiten Masseneinsatz nicht nur als anwendungssicher, sondern auch als flexible Plattform, die sich an sehr unterschiedliche Zwecke anpassen lässt. Während es bei herkömmlichen Impfstoffen oft erforderlich ist, das jeweilige Virus, gegen das man immunisieren möchte, jedes Mal komplett neu und in riesigen Mengen zu vervielfältigen, kann bei einer mRNA-Vakzine der größte Teil der genetischen Information immer gleich bleiben – egal, gegen welche Krankheit man vorgeht.

BioNTech stützte sich bei der Entwicklung seines mRNA-Covid-Impfstoffs auf 30-jährige Vorarbeiten, ursprünglich mit dem Ziel einer Krebsimpfung. Şahin selbst und seine Frau Özlem Türeci, Mitbegründerin des Unternehmens, hatten die Nukleotidsequenzen der therapeutisch eingesetzten mRNA mitentworfen. Die Abschnitte am Anfang und am Ende des mRNA-Moleküls leiten es zu den jeweils gewünschten Zielzellen hin, was für die Wirksamkeit des Präparats sehr wichtig ist. Außerdem hatten Töreci und Şahin die Stabilität der mRNA verbessert, was es ermöglichte, schon mit kleinen Mengen des Impfstoffs eine starke Immunantwort auszulösen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse ließen sich auf mRNA-Vakzine gegen weitere Krankheiten übertragen; das Einzige, was bei diesen verändert werden musste, war die genetische Information in der Mitte des mRNA-Moleküls. Şahin erklärte sich daher bereit, zusammen mit Balachandran eine Impfung gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs zu konzipieren.

Die weltweite Nachfrage nach Covid-19-Impfstoffen ist nach der Pandemie zurückgegangen, was es Unternehmen wie BioNTech oder der auf dem gleichen Gebiet tätigen Firma Moderna nun ermöglicht, die mRNA-Technologie verstärkt in anderen Feldern einzusetzen. Dazu gehören Impfstoffe gegen Malaria, Grippe, Tuberkulose, Noroviren – und Krebserkrankungen. Weil mRNA-Krebsimpfstoffe personalisiert hergestellt werden müssen, lautet die größte Herausforderung bei ihnen nicht, den Impfstoff zu entwickeln, sondern ihn hinreichend schnell und zu vertretbaren Preisen zu produzieren. Jede neue Impfstoffcharge ist für die Behandlung nur einer Person vorgesehen, umfasst lediglich wenige Milliliter und muss binnen weniger Wochen fertiggestellt sein.

Um dies zu erreichen, investiert Moderna massiv in Automatisierung und arbeitet mit einem Robotikunternehmen zusammen, um die Vorprodukte des Impfstoffs maschinell zusammenzustellen und für die Weiterverarbeitung aufzubereiten, sodass Menschen hier nur minimal involviert sind. Das soll Zeit sparen. Das Ziel lautet, dass die Mitarbeiter nicht mehr eine einzige große Impfstoffcharge durch den gesamten Herstellungsprozess begleiten müssen, sondern ein weitgehend automatisiertes System mit einer kleinen Charge nach der anderen beschicken.

Automatisierte Qualitätskontrolle

Sowohl bei Moderna als auch bei BioNTech übernehmen KI-gestützte Algorithmen zunehmend die komplexe Logistik hinter den Dutzenden Qualitätskontrollen, die in jedem Produktionslauf stattfinden. Beim mRNA-Covid-Impfstoff SpikeVax von Moderna beispielsweise durchlief früher jede Ampulle etwa 40 verschiedene Tests, die chemische, biochemische und mikrobiologische Prüfgrößen erfassten sowie die Sterilität sicherstellten. Der Sterilitätstest allein, der die Ampullen auf Verunreinigungen kontrolliert, dauerte zwei Wochen. Weiterentwickelte Verfahren erlaubten es, ihn auf acht Tage zu verkürzen. Für die Zukunft lautet das Ziel, ihn auf fünf Tage zu beschränken und die anderen Tests innerhalb desselben Zeitfensters abzuschließen.

Der britische Nationale Gesundheitsdienst (National Health Service, abgekürzt NHS) hat zusammen mit BioNTech ein Programm ins Leben gerufen, das darauf abzielt, in den kommenden fünf Jahren bis zu 10 000 Krebspatientinnen und -patienten mit personalisierten Impfstoffen zu behandeln. Gemeinsam mit Moderna hat er in eine Produktionsanlage investiert, die bis zu 250 Millionen Impfdosen pro Jahr herstellen soll. Und während die Pharmaunternehmen daran arbeiten, ihre Produktionszeiten und -kosten zu reduzieren, führen Mediziner klinische Studien durch, um verschiedene Dosierungen und Verabreichungsformen von mRNA-Vakzinen zu testen. Momentan werden Krebsimpfstoffe dafür eingesetzt, Mikrometastasen zu bekämpfen: kleine Gruppen von Krebszellen, die in andere Organe vordringen und deshalb nach der operativen Entfernung des ursprünglichen Tumors im Körper zurückbleiben. Doch grundsätzlich sind auch andere Behandlungsformen denkbar, beispielsweise die Bekämpfung von Tumoren im Frühstadium oder gar vorbeugende Impfungen, damit Tumoren gar nicht erst entstehen.

Mit einem leistungsfähigen Gesundheitssystem und erstklassigen Forschungs- und Produktionsstätten sei Großbritannien gut aufgestellt, um die Arbeiten auf diesem Gebiet voranzutreiben, betont der Mediziner Lennard Lee von der University of Oxford, der den NHS berät. Um das Potenzial personalisierter mRNA-Impfstoffe gegen Krebs voll auszuschöpfen, seien allerdings weitere klinische Studien in den USA erforderlich, wo es viel mehr Krebsforschungszentren gibt als in Großbritannien. Doch die Fähigkeiten der USA, auf diesem Forschungsfeld eine international führende Rolle einzunehmen, sind aufgrund weitreichender Fördermittelkürzungen der US-Administration unter Donald Trump und Gesundheitsminister Robert Kennedy stark gefährdet (siehe Kasten).

Stete Zusammenarbeit führt zum Erfolg

Bei Barbara Brigham verlief die Behandlung mit dem mRNA-Krebsimpfstoff wie gewünscht. Als ihr Pankreastumor chirurgisch entfernt wurde, war nur etwa einer von je 500 000 T-Lymphozyten in ihrem Blut dazu fähig, die Zellen des Tumors zu attackieren. Einige Monate nach der Operation, als Brigham die vierte Dosis des Impfstoffs erhalten hatte, schoss dieser Anteil steil nach oben auf einen von je 20 bis 50 T-Lymphozyten. Eine Steigerung um mehr als das 20 000-Fache! Im weiteren Verlauf sank die Menge der tumorspezifischen T-Lymphozyten in Brighams Körper zwar wieder etwas ab. Doch nachdem die Seniorin etwa ein Jahr nach der OP die letzte Auffrischungsimpfung erhalten hatte, blieben diese Immunzellen während der folgenden drei Jahre auf gleichbleibendem Niveau in ihrem Organismus präsent. Derzeit läuft eine klinische Phase-2-Studie, die Sicherheit und Wirksamkeit des Impfstoffs in einer größeren Patientengruppe untersucht.

Neun winzige Fläschchen mit ein paar Tropfen Flüssigkeit darin haben Barbara Brigham vermutlich das Leben gerettet. Sie waren das Ergebnis jahrzehntelanger kollektiver Anstrengungen, an denen Tausende Forscherinnen und Forscher mitgewirkt haben. Und sie basierten auf der Untersuchung Hunderttausender Gewebeproben, die am Memorial Sloan Kettering Cancer Center über Jahre hinweg gesammelt und eingelagert wurden – jede einzelne entnommen aus dem Körper einer erkrankten Person, die ihren Krebs oft nicht überlebt hat. Nicht zuletzt stecken in diesem Impfstoff die Beiträge vieler Generationen von Steuerzahlern, die nie von einer Krebsimpfung profitieren konnten. Ein beeindruckendes Beispiel dafür, wozu Menschen in der Lage sind, wenn sie generationenübergreifend solidarisch zusammenarbeiten. Vielleicht werden unsere Nachkommen eines Tages sogar in der Lage sein, den Krebs zu besiegen – aber ganz gewiss nur, wenn unsere Gesellschaft die Forschungsarbeiten dazu weiterhin unterstützt.