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Die Entwickler des gentherapeutischen Immunisierungsprodukts BNT162b2 von Pfizer/BioNTech (“Impfstoff”) haben einen häufigen Fehler bei der Umwandlung von synthetischer Boten-RNA (mRNA) in Protein übersehen oder nicht vorhergesehen.
Diese Fehltranslation kann zur Expression von potenziell schädlichen Protein-Nebenprodukten führen. Infolgedessen entwickeln einige Personen, die die Impfungen erhalten, Immunreaktionen auf diese Eiweißprodukte – und die Wissenschaftler wissen nicht, ob und welche langfristigen Folgen sich daraus ergeben können.
Die Studie, in der über diesen Effekt berichtet wird, erschien im Dezember 2023 in Nature, drei Jahre nach der Einführung der mRNA-basierten Impfstoffe und der Möglichkeit, diese potenziell gefährlichen Auswirkungen zu adressieren – aber nicht, bevor mehr als 600 Millionen Dosen der mRNA-Impfstoffe in den USA verabreicht worden waren.
Forscher, darunter der Erstautor Thomas Mulroney, Ph.D., Toxikologe an der Universität Cambridge, fanden heraus, dass N1-Methylpseudouridin (NMpU), eine künstliche Anweisung, die in mRNA und andere mRNA-basierte Gentherapieprodukte eingefügt wird, dazu führt, dass die Maschinerie, die das Gen in das Spike-Protein übersetzt, in etwa 10 % der Fälle “ausrutscht”.
Ausrutscher, so genannte “Frameshifts”, führen dazu, dass Zellen eine Anweisung überspringen und zufällige, unsinnige Proteine erzeugen, die zu undefinierten, unbeabsichtigten Immunreaktionen führen.
Der unabhängige Forscher David Wiseman, Ph.D., der eine Kritik an der Mulroney-Studie veröffentlicht hat, erklärte gegenüber The Defender:
“Wir wissen nicht, um welche Proteine es sich handelt und wie giftig sie sind, aber es gab kein Gefühl der Dringlichkeit, diese Entdeckung bekannt zu machen. Es kann zwar Monate dauern, bis eine Studie veröffentlicht wird, aber angesichts der Tragweite dieser Entdeckungen sind zehn Monate nach Erhalt eines Manuskripts eine schrecklich lange Zeit. Die Veröffentlichung hätte beschleunigt werden müssen, die Aufsichtsbehörden hätten benachrichtigt und Maßnahmen ergriffen werden müssen.”
Die Immunogenität von Proteinverunreinigungen ist ein ernstes Problem bei biotechnologisch hergestellten Arzneimitteln, insbesondere bei injizierten oder infundierten Produkten. So wenden die Hersteller beispielsweise beträchtliche Mittel auf, um Wirtszellproteine zu eliminieren, da diese gefährliche und unvorhersehbare Immunreaktionen bei Patienten auslösen können.
Wirtszellproteine und ihre Abbauprodukte sind Verunreinigungen, die von Zellen oder Organismen stammen, die zur Herstellung von Proteinprodukten verwendet werden, aber nicht in das Produkt gehören. Einige sind bereits charakterisiert, aber viele, wie z. B. Frame-Shift-Proteine, sind es nicht.
Lost in translation
Die mRNA-Anweisungen werden mit einem Vier-Buchstaben-Code “geschrieben”, der aus A (Adenin), C (Cytosin), G (Guanin) und U (Uricil) besteht. Wir neigen dazu, Gene als stabil zu betrachten, da sie in allen unseren Zellen vorhanden sind und ein Leben lang funktionieren, aber mRNA wird durch Enzyme schnell abgebaut, sobald sie in die Zellen gelangt.
Um diesen Abbau zu verhindern und die Expression des Spike-Proteins zu verbessern, ersetzen die Impfstoffentwickler Uricil durch NMpU, einen künstlichen mRNA-Baustein, der in den Immunisierungsprodukten von Pfizer/BioNTech und Moderna COVID-19 enthalten ist. Diese Art der Substitution ist bei DNA-“Vektor”-Impfstoffen (z. B. von Johnson und Johnson) oder herkömmlichen Antigen-Impfstoffen (Novavax) nicht möglich oder relevant.
Durch Frame Shifts entstehen neue und meist bisher unbekannte Proteine, wie dieses Beispiel zeigt:
The cat sat on the mat (Die Katze saß auf der Matte), (normale Meldung)
Hec ats ato nth ema t (frame-geshiftete Message ohne den Anfangsbuchstaben “T”)
Das “frame-geshiftete” englische Beispiel ist Kauderwelsch. In der Genetik jedoch können rahmenverschobene Sequenzen insofern von Bedeutung sein, als sie in der Lage sind, ein echtes Protein zu erzeugen, das eine Immunreaktion hervorrufen kann.
Mulroney et al. vermuteten, dass der NMpU-Ersatz für die Rahmenverschiebung verantwortlich war, und erstellten auf Pseudouridin basierende mRNA-Anweisungen für ein Test-Rahmenverschiebungsprotein und fütterten sie mit kommerziellen Laborzellen. Neben dem erwarteten Testprotein produzierten die Zellen auch andere, unerwartete Proteine, die einem “Frameshift”, dem Verlust einer genetischen Anweisung, entsprechen.
Anschließend impfte Mulroney eine Gruppe von Mäusen mit dem Impfstoff BNT162b2 COVID-19 von Pfizer, eine andere mit dem Impfstoff ChAdOx von Astra-Zeneca (der kein Pseudouridin verwendet) und eine dritte mit einer Placebo-Injektion. Nach acht Tagen erkannten die Immunsysteme der Mäuse, die BNT162b2 erhielten, das Frameshift-Protein, die Mäuse, die die anderen Behandlungen erhielten, jedoch nicht.
Das bedeutet, dass die mit BNTb162b geimpften Mäuse das Kauderwelsch-Protein schon vorher gesehen hatten, und zwar als Folge der Impfung.
Mulroney wiederholte dann dieses Experiment, verwendete aber statt Mäusen Zellen des Immunsystems von 21 Personen, die den Impfstoff von Pfizer erhalten hatten, und verglich diese Zellen mit Immunzellen von 20 Personen, die den Impfstoff von Astra-Zeneca erhalten hatten (der kein NMpU verwendet).
Beide Gruppen zeigten Immunität gegen das Spike-Protein, aber ein Drittel der Pfizer-Gruppe zeigte auch eine Immunerkennung des Frameshift-Proteins.
Das bedeutet, dass die Verschiebung des Rahmens und die Produktion der assoziierten Proteine nur bei Personen stattfindet, die BNTb162b erhalten, und dass sowohl Menschen als auch Mäuse eine Immunität dagegen entwickeln.
Mulroney entwarf daraufhin eine neue mRNA-Sequenz, um die Rahmenverschiebung zu verringern. Er stellte fest, dass Frame-Shifting und Off-Target-Effekte deutlich reduziert wurden, ohne dass dies Auswirkungen auf die Produktion des gewünschten Proteins hatte.
Mulroney et al. wiesen darauf hin, dass die Ergebnisse seiner Studie zwar keine Verbindung zwischen Frame-Shifting-Proteinen und unerwünschten Ereignissen beim Menschen zulassen – wahrscheinlich, weil bei keinem der Probanden solche Ereignisse auftraten -, dass aber künftige mRNA-Entwickler auf mögliches Frame-Shifting achten sollten, insbesondere bei Produkten, die eine hohe oder häufige Dosierung erfordern.
Sie schrieben, dass das Wissen, welche Regionen innerhalb der mRNA-Instruktionen für Frameshifts verantwortlich sind, die Entwicklung von sichereren, effektiveren mRNA-Produkten ermöglicht.
Mulroney et al. vermuteten, dass es sich bei diesen Regionen um NMpU handelt, und erstellten auf NMpU basierende mRNA-Anweisungen für ein Testprotein, die sie kommerziellen Laborzellen zuführten. Zusammen mit dem Testprotein fand er mehrere andere Proteine, die einer “Rahmenverschiebung” oder dem Verlust einer Anweisung entsprechen.
Wiseman’s Schluss: Eine qualitativ hochwertige Studie, die Entwicklungsmängel aufdeckt
Mulroney’s Studie war eine qualitativ hochwertige Studie, sagte Wiseman. “Die Autoren gehören zur Toxikologie-Abteilung des britischen Medical Research Council und zum National Institute for Health Research, dem Äquivalent der US-amerikanischen National Institutes of Health. Die Tatsache, dass eine so hochwertige Arbeit so lange – zehn Monate – in der Redaktion verbracht hat, deutet darauf hin, dass an ihrer Botschaft intensiv gearbeitet wurde.”
Nature erhielt die Arbeit am 25. Januar, akzeptierte sie am 31. Oktober zur Veröffentlichung und veröffentlichte sie am 6. Dezember. Wiseman bezeichnete diese Zeitspanne als “langwierig” angesichts des Auftretens von Off-Target-Proteinen, die er als meldepflichtige Abweichungen vom erwarteten Produkt betrachtet.
Außerdem fügt Nature seinen Artikeln in der Regel ein Peer-Review-Dossier bei, doch bei der Erstveröffentlichung der Mulroney-Studie wurde keines beigefügt, obwohl es jetzt vorhanden ist.
“Ich glaube, sie hatten mehr Daten, die sie nicht veröffentlicht haben”, sagte Wisman. “So wurde beispielsweise die Menge der Antikörper gegen Frame-Shift-Proteine nicht erwähnt. Ist es möglich, dass die Autoren einer immunologischen Studie nicht daran gedacht haben, die Antikörperspiegel zu messen? Das wäre wirklich seltsam, denn die Diskussionen in den FDA-Sitzungen über die C19-Impfstoffe konzentrierten sich auf die B-Zell-/Antikörper-Reaktionen.”
Mulroney deckte auch das Versagen von Pfizer und den Aufsichtsbehörden auf, Kauderwelsch-Proteine als unerwünschte Nebenprodukte zu betrachten.
Verunreinigungen in pharmazeutischen Produkten sind unvermeidlich, da bei chemischen und biochemischen Herstellungsprozessen immer Nebenprodukte entstehen. Die Hersteller kontrollieren mögliche schädliche Wirkungen, indem sie diese gemäß den gesetzlichen Richtlinien identifizieren, quantifizieren und charakterisieren.
Wissenschaftler, die sich mit der Prozessentwicklung beschäftigen, verbringen die meiste Zeit damit, die Rezepturen zu optimieren, um die Ausbeute zu verbessern und Verunreinigungen zu beseitigen oder zu reduzieren. Bei mRNA-Produkten ist dies jedoch nicht möglich, da die “Produktionsanlage” keine Fabrik aus Ziegelsteinen und Mörtel ist, sondern menschliche Zellen.
“mRNA-Impfstoffe lagern die Herstellung im Wesentlichen an die Zellen aus”, so Wiseman. “Manchmal läuft es nach Plan, manchmal aber auch nicht.”
Ein Mitautor von Mulroney, Dr. James Thaventhiran, ein Immunologe der MRC Toxicology Unit an der Universität Cambridge, räumte in einer Pressemitteilung der Universität Cambridge ein, dass eine fehlgeleitete Immunität, die auf Proteinverunreinigungen abzielt, “ein enormes Schadenspotenzial hat”.
Mulroney et al. kamen jedoch zu dem Schluss, dass es keine Beweise dafür gibt, dass beim Menschen durch die BNT162b2-Impfung entstandene Produkte mit Rahmenverschiebungen mit negativen Folgen verbunden sind.
“Diese Behauptung ist unbegründet und unaufrichtig”, sagte Wiseman, da es sich bei Mulroney nicht um eine kontrollierte Studie handelte und die Zahl der geimpften Probanden, die Proben abgaben, gering war. “Und da keine Probanden über impfstoffbedingte Nebenwirkungen berichteten, unterliegt die Stichprobe einem Selektionsbias. Es muss eine umfassendere Reihe von Studien durchgeführt werden, um die toxikologischen Auswirkungen dieser Proteine zu charakterisieren.”
Das Versäumnis, die Bedeutung von Proteinverunreinigungen zu erkennen, stellt auch ein Problem für die mRNA-Impfstoffrichtlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) dar, die von den Herstellern verlangen, Angaben zu “unerwarteten ORFs” zu machen – “offene Leserahmen”, die übersprungene oder verschobene mRNA-Anweisungen enthalten können.
Laut WHO sollte “die vollständige kommentierte Sequenz mit Angabe aller ORFs (einschließlich unerwarteter ORFs) und aller anderen Sequenzelemente (einschließlich ihrer Begründung für die Verwendung) vorgelegt werden”.
Da die Arbeit von Mulroney die erste war, die sich mit rahmenverschobenen “ORFs” befasste – und drei Jahre nach der Markteinführung von BNT162b – hat Pfizer diese Anforderung entweder ignoriert oder die FDA hat nicht danach gefragt.
“Die Toxikologie dieser unbeabsichtigten Proteine muss untersucht werden”, so Wiseman. “Die Entwickler hätten sie isolieren, sequenzieren und alle wichtigen Ähnlichkeiten zwischen rahmenverschobenen Proteinen und natürlich vorkommenden Peptiden und Proteinen feststellen müssen.”
Pfizer-Führungskraft: Wir flogen das Flugzeug, “während wir es noch bauten”
Wiseman erklärte gegenüber The Defender, dass die Mulroney-Studie ein Versäumnis des Entwicklungsteams von Pfizer und der Aufsichtsbehörden offenbart habe, grundlegende Fragen zur Sicherheit und Wirksamkeit von BNT162b2 zu stellen.
Wiseman sagte, dass keine Aussage dies besser veranschaulicht als ein Kommentar des pensionierten Leiters der Impfstoffforschung und -entwicklung von Pfizer, der Nature Reviews Drug Discovery sagte, “Wir wurden kreativ – wir konnten nicht auf Daten warten, wir mussten so viel ‘auf Risiko’ machen. Wir flogen das Flugzeug, während wir es noch bauten.”
Wiseman fügte hinzu:
“Wenn Mulroneys Team die Existenz von Frameshift-Proteinen vorhersagen konnte, warum waren die Wissenschaftler von Pfizer nicht in der Lage, dies zu tun? Die gleiche Frage kann den Regulierungsbehörden gestellt werden, insbesondere angesichts der ungelösten Diskrepanzen und der spezifischen Verpflichtung, die die Europäische Medizinische Agentur BioNTech hinsichtlich der Identität der durch den Impfstoff ausgelösten Proteine auferlegt hat.
“Wir müssen davon ausgehen, dass die britischen Regulierungsbehörden, die Hersteller und die internationalen Regulierungsbehörden, einschließlich der FDA, schon vor vielen Monaten von diesen Problemen wussten. Wir warten auf ihre Untersuchung der Toxizität von Off-Target-Proteinen, warum sie nicht früher entdeckt oder gemeldet wurden, welche Schritte die FDA unternommen hat, um künftige Schäden zu verhindern, und ob sie plant, die Öffentlichkeit über diese Erkenntnisse zu informieren.”