Es ist bereits ein Jahr vergangen, seit COVID-19 begann, die ganze Welt zu erfassen. In dieser Zeit hat die Menschheit mit beispielloser Geschwindigkeit mehrere Impfstoffe zur Bekämpfung von COVID-19 entwickelt, und in einigen Ländern hat die Verabreichung dieser Impfstoffe bereits begonnen. Unter ihnen erhielt der Impfstoff von BioNTech-Pfizer (im Folgenden „Pfizer-Impfstoff“) besonders viel Aufmerksamkeit, weil er auf mRNA (messenger RNA) basiert – einer Impfstofftechnologie, die zuvor nicht eingesetzt worden war.
Die meisten derzeit zugelassenen Impfstoffe zielen bekanntermaßen auf das „Spike-Protein“ ab, das wie Stacheln aus der Oberfläche des Virus (SARS-CoV-2), das COVID-19 verursacht, herausragt. Auch der Pfizer-Impfstoff greift dieses Spike-Protein an. Im Kern enthält der Pfizer-Impfstoff genetische Information in Form von mRNA, die ausschließlich die Herstellung des Spike-Protein-Teils des Virus beschreibt, und diese mRNA-Moleküle sind von Lipid-Nanopartikeln (Lipid Nano Particle; LNP) umhüllt, die sie ins Zellinnere transportieren können. Gelangt der Pfizer-Impfstoff in den Körper, wird der Teil des viralen Spike-Proteins durch ein Organell in der Zelle namens Ribosom in großer Menge hergestellt. Darauf reagiert das Immunsystem des Menschen und produziert Antikörper, die das Spike-Protein neutralisieren. Solange diese Antikörper im Körper verbleiben, wird selbst dann, wenn das eigentliche COVID-19-Virus in den Körper gelangt, das für das Eindringen in die Zellen benötigte Spike-Protein durch die Antikörper schnell neutralisiert, sodass man entweder gar nicht an COVID-19 erkrankt oder die Krankheit nur mild verläuft.
Allerdings unterscheidet sich die im Pfizer-Impfstoff verwendete mRNA-Geninformation streng genommen etwas vom ursprünglichen COVID-19-Virus. Warum haben Wissenschaftler solche Veränderungen vorgenommen? Dazu stelle ich eine koreanische Übersetzung eines Textes vor, der diesen Punkt für Menschen mit IT-Hintergrund leicht verständlich erklärt. (englisches Original) Besonders eindrucksvoll fand ich, dass diese genetische Information aus einer Perspektive erklärt wurde, die einem ausführbaren Computerprogramm wie einer *.exe ähnelt. Anders gesagt: Solche genetische Information ist gewissermaßen wie [Anwendungscode zur Erzeugung eines bestimmten Proteins]. Wenn in modernen Computern die gebräuchliche Basiseinheit der Informationsverarbeitung 1 Byte (8 Bit) ist, dann ist die Basiseinheit der genetischen Informationsverarbeitung, die von Lebewesen auf der Erde verwendet wird, 1 Codon (6 Bit). Einer der Kernpunkte des Textes ist jedoch, dass beides letztlich Befehls-Code ist, der einen bestimmten Output erzeugen soll.
Daneben werden noch viele weitere interessante Inhalte vorgestellt. So wird etwa erläutert, dass die im mRNA-Strang des Pfizer-Impfstoffs verwendeten Basenmoleküle tatsächlich chemisch leicht modifiziert wurden, um eine sofortige Zerstörung durch die Immunreaktion des menschlichen Körpers zu verhindern, oder dass neueste Forschungsergebnisse zu Coronaviren, die früher SARS und MERS verursachten, im Pfizer-Impfstoff Anwendung gefunden haben. Wenn man das liest, wird einem erneut bewusst, dass der Pfizer-Impfstoff eine erstaunliche Leistung der modernen Biologie ist.
Zur Referenz: Die mRNA-Sequenz des Pfizer-Impfstoffs (der in diesem Text als „Source Code“ bezeichnet wird) wurde von der WHO (Weltgesundheitsorganisation) veröffentlicht.
4 Kommentare
Hui – wenn ich Zeit hätte, würde ich mir sogar die zugehörigen Dokumente ganz genau ansehen.
Hinweis – Das IBS (Institut für Grundlagenwissenschaften) erklärt das Funktionsprinzip von mRNA-Impfstoffen:
https://ibs.re.kr/cop/bbs/…
Biologie und Informatik haben tatsächlich viele Bereiche, in denen sie voneinander lernen können, da beide Systeme behandeln, die Informationen verarbeiten. Das ist ein gutes Beispiel dafür. Danke für die Übersetzung dieses interessanten Artikels.
Wow, dieser Artikel ist wirklich interessant. Ich fand ihn noch spannender, weil er so geschrieben ist, dass Entwickler ihn leicht lesen können.