Unsere wissenschaftliche Grundlagenforschung
Wir bereiten den Weg für die Medizin der Zukunft
BioNTechs bahnbrechende Forschung im Bereich der Boten-RNA (messenger RNA, „mRNA“) ebnete den Weg, um das weltweit erste zugelassene mRNA-basierte Medikament zu entwickeln. Nachdem der ursprüngliche Fokus der BioNTech-Mitgründer, Ugur Sahin und Özlem Türeci, auf der Entwicklung von mRNA-basierten Krebsimmuntherapien lag, haben sie inzwischen ein diversifiziertes Portfolio aufgebaut, das verschiedene therapeutische Modalitäten umfasst, um Krebs sowie Infektions- und andere schwerwiegende Erkrankungen zu adressieren.
Wir treiben Fortschritte voran: BioNTechs Innovationen im Bereich der mRNA-Forschung
Bei der Optimierung von mRNA für die Entwicklung von Krebsimmuntherapie-Kandidaten musste BioNTech drei große Herausforderungen stellen, die zuvor als unüberwindbar galten:
Über zwei Jahrzehnte hinweg erzielten Ugur Sahin, Özlem Türeci und ihre Teams bedeutende wissenschaftliche und technologische Durchbrüche, um das volle Potenzial von mRNA für die Krebsimmuntherapie zu erschließen:
Vielfältige Ansätze zur Optimierung von mRNA
Über mehrere Jahre hinweg lösten Ugur Sahin, Özlem Türeci und andere Forschende weltweit grundlegende Probleme im Zusammenhang mit RNA-basierten Medikamenten mithilfe verschiedener Ansätze. Zu den größten Herausforderungen zählten die Minimierung von Entzündungen aufgrund von Immunantworten durch hohe Dosierungen und die Verbesserung der Proteinproduktion.1,2
Forschende, die sich auf mRNA-Therapien zur Behandlung von Schlaganfällen und Gehirnerkrankungen konzentrierten, entdeckten, dass der Ersatz des Uridin-Nukleotids in der mRNA mit einer natürlich vorkommenden Alternative wie Methylpseudouridin die RNA-bedingte Immunaktivierung und Entzündungsreaktion unterdrückte3,4, wodurch höhere Dosierungen der Behandlung möglich wurden5.
Ugur Sahin und Özlem Türeci verfolgten einen anderen Ansatz, indem sie Designs für die strukturellen Komponenten der mRNA entwickelten6,7. Diese erhöhten die intrazelluläre Stabilität und Translationseffizienz, insbesondere in Immunzellen8. Hierdurch konnte nun bereits durch niedrigere Dosen eine maßgebliche, starke Immunantwort induziert werden. Die mRNA wurde damit potent genug, um im pharmazeutischen Sinne eingesetzt zu werden9,10.
Wir optimieren mRNA: Strukturelle Verbesserungen, mit dem Ziel, das volle Potenzial der mRNA zu nutzen
mRNA Formate
Wirkstoffformulierungen
BioNTech hat große Durchbrüche bei der Entwicklung ihrer Krebsimmuntherapiekandidaten sowie mRNA-Impfstoffansätzen gegen Infektionserkrankungen erzielt. Die Entwicklung von geeigneten Formulierungen für Lipid-Nanopartikel für den sicheren und gezielten Transport von mRNA ist dabei ein wichtiger Meilenstein. Ugur Sahin und Özlem Türeci entdeckten einen Mechanismus der selektiven mRNA-Aufnahme in dendritische Zellen und entwickelten zusammen mit ihrem Team eine Formulierung für einen Lipid-Nanopartikel, der diesen Mechanismus nutzt, um RNA gezielt in diese Zellen zu transportieren.
BioNTech nutzt derzeit verschiedene Formulierungen für den mRNA-Transport, die jeweils auf bestimmte Funktionen zugeschnitten und entsprechend der Anwendungs- und Verabreichungsart optimiert sind:
Quellen
1 Karikó K et al., Incorporation of Pseudouridine Into mRNA Yields Superior Nonimmunogenic Vector With Increased Translational Capacity and Biological Stability. Molecular Therapy (2008)
2 Karikó K et al., Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA. Immunity (2005)
3 Karikó K et al., Incorporation of Pseudouridine Into mRNA Yields Superior Nonimmunogenic Vector With Increased Translational Capacity and Biological Stability. Molecular Therapy (2008)
4 Karikó K et al., Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA. Immunity (2005)
5 Karikó K et al., Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA. Immunity (2005)
6 Holtkamp S et al., Modification of antigen-encoding RNA increases stability, translational efficacy, and T-cell stimulatory capacity of dendritic cells. Blood (2008)
7 Kuhn AN et al., Phosphorothioate cap analogs increase stability and translational efficiency of RNA vaccines in immature dendritic cells and induce superior immune responses in vivo. Gene Therapy (2010)
8 Kreiter S et al., Increased Antigen Presentation Efficiency by Coupling Antigens to MHC Class I Trafficking Signals. The Journal of Immunology (2008)
9 Verbeke R et al., Three decades of messenger RNA vaccine development. Nano Today (2019)
10 Sahin U et al., mRNA-based therapeutics - developing a new class of drugs. Nature Reviews Drug Discovery (2014)
