Coronavirus-Impfstoff zeigt langfristigen Wert von erkenntnisgeleiteter Grundlagenforschung

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Entwicklung des mRNA-Vakzins der Firma BioNTech geht auf Teilprojekt in
DFG-gefördertem Mainzer Sonderforschungsbereich zur Krebsforschung zurück
/ Förderung von 2006 bis 2008

Der bislang aussichtsreichste Impfstoff gegen das Coronavirus ist auch ein
Beispiel für den langfristigen Wert erkenntnisgeleiteter
Grundlagenforschung und ihrer Förderung durch die Deutsche
Forschungsgemeinschaft (DFG). Die sogenannte mRNA-Vakzine-Plattform, die
das Mainzer Unternehmen BioNTech bei seinem gemeinsam mit dem US-
Pharmaunternehmen Pfizer entwickelten Covid-19-Impfstoff einsetzt, geht
auf Vorarbeiten zurück, die von 2006 bis 2008 in einem Teilprojekt eines
DFG-geförderten Sonderforschungsbereichs (SFB) zur Krebsforschung an der
Johannes Gutenberg-Universität Mainz durchgeführt wurden. Diese wiederum
knüpften bereits an vorherige DFG-Förderungen an.

Leiter des Teilprojekts war der spätere Gründer und heutige
Vorstandsvorsitzende von BioNTech, Professor Dr. Uğur Şahin, dessen Name
und Person eng mit der Entwicklung des Impfstoffs BNT162b2 verbunden ist,
der nach seiner nun erfolgten Zulassung in Großbritannien und der in Kürze
erwarteten Zulassung in den USA und der EU unmittelbar zum Einsatz kommen
soll. Neben ihm war auch Privatdozentin Dr. Özlem Türeci, die als
Medizinischer Vorstand von BioNTech ebenso maßgeblich am
Covid-19-Impfstoff beteiligte Ehefrau Şahins, mit einem Teilprojekt im
Sonderforschungsbereich vertreten. Sprecher des SFB war der Immunologe und
Onkologe Professor Dr. Christoph Huber, der später ebenfalls zu den
Gründern von BioNTech gehörte und heute im Aufsichtsrat des Unternehmens
sitzt.

Şahin bezeichnet die von der DFG geförderten Arbeiten als „wichtige
Beiträge“ zur Erforschung grundlegender wissenschaftlicher Fragestellungen
auf dem Weg zu der jetzt eingesetzten mRNA-Impfstoff-Plattform. „Diese
frühen Arbeiten gehörten zur Grundsteinlegung für die Entwicklung unseres
Impfstoffs“, so Şahin.

Der SFB, in dem Şahins Arbeiten stattfanden, wurde von 1997 bis 2008 mit
insgesamt rund 19 Millionen Euro gefördert. Er erforschte in zwei großen
Bereichen mit jeweils mehr als einem Dutzend Teilprojekten „Mechanismen
der Tumorabwehr und ihre therapeutische Beeinflussung“. Şahin war ab dem
Jahr 2000 zunächst als Leiter einer Nachwuchsgruppe in den SFB integriert.
Ab 2004 erhielt er in einem Graduiertenkolleg eine weitere DFG-Förderung,
ebenso wie Özlem Türeci, die zudem mit einem Habilitationsstipendium und
im Heisenberg-Programm der DFG gefördert wurde. Şahins Teilprojekt wurde
2006 in der letzten Förderperiode des SFB eingerichtet und von ihm
zunächst als Privatdozent geleitet, ehe er eine Professur für
Experimentelle Onkologie erhielt. Bis zum Ende des SFB 2008 wurde das
Teilprojekt mit gut 300 000 Euro gefördert.

Unter dem Titel „Entwicklung mRNA-basierter Impfstoffe zur Induktion
integrierter T- und B-Zell-Immunantworten gegen molekular definierte
Tumorantigene“ zielte das Teilprojekt darauf ab, Tumore durch eine direkte
Aktivierung des körpereigenen Immunsystems zu kontrollieren und zu
zerstören, was einen grundlegend anderen Therapieansatz als Bestrahlungen
oder Chemotherapien darstellt. Bei diesem Ansatz werden die sogenannten
Tumorantigene auf der Oberfläche der Tumorzellen identifiziert und ihre
Erbinformationen entschlüsselt. Der so gewonnene genetische Bauplan lässt
sich dann als Schablone oder Plattform für die Entwicklung und die
technologische Herstellung eines spezifisch gegen die Tumorantigene
gerichteten Impfstoffs einsetzen. Als Impfstoffsubstanz werden dabei
Ribonukleinsäuren (mRNA) verwendet, die das Immunsystem präzise über die
zu bekämpfenden Tumorantigene informieren und dann zügig abgebaut werden
und damit keine dauerhaften genetischen Veränderungen im Erbgut
hinterlassen.

Dieser Ansatz einer sogenannten mRNA-Vakzinierung wiederum basiert auf
anderen Vorarbeiten aus den 1990er-Jahren. Hierzu zählten unter anderem
auch Arbeiten in einem weiteren Sonderforschungsbereich, der von 1997 bis
2004 von der DFG an der Universität Tübingen gefördert wurde. Zu den
Mitarbeitern des von dem Immunologen Professor Dr. Hans-Georg Rammensee
geleiteten SFB zum Oberthema „Stammzellen und Antigenerkennung im
hämatopoetischen System: Von der Stammzelle zur Immuntherapie“ gehörte
unter anderem Dr. Ingmar Hoerr, der hier in einem Teilprojekt promoviert
wurde und im Anschluss das Biotech-Unternehmen Curevac gründete, das
derzeit ebenfalls an der Entwicklung eines Coronavirus-Impfstoffs
arbeitet.

Şahin selbst führte die in dem SFB-Teilprojekt begonnenen Arbeiten im
Rahmen mehrerer Förderungen des Bundesministeriums für Bildung und
Forschung (BMBF) und in dem von ihm 2010 mitgegründeten und ebenfalls DFG-
geförderten Forschungszentrum Translationale Onkologie (TRON) an der
Mainzer Universitätsmedizin sowie seit 2008 auch in seiner Ausgründung
BioNTech weiter, wo sie jetzt in die Entwicklung des Coronavirus-
Impfstoffs einflossen.

„Das Immunsystems hat sich über Millionen von Jahren Evolution darauf
optimiert, uns gegen Pathogene wie Viren zu schützen. Unsere frühe
Forschung hat sich mit der Frage beschäftigt, wie wir diese
Immunmechanismen weiter verbessern und zur Bekämpfung von Krebszellen
ausnutzen können. Auf diesem Wissen konnten wir jetzt aufsetzen. Das
Immunsystem gegen SARS-CoV-2 mit einem Impfstoff zu aktivieren, ist im
Vergleich eine einfachere Herausforderung als die Überwindung der
Selbsttoleranz gegen Krebs“, sagt Şahin. „Auch ist uns die jahrelange
Erfahrung als Wanderer zwischen den Welten der Grundlagenforschung und der
Anwendung zugutegekommen. Dabei geht es nie um einen einseitigen Prozess,
stattdessen befruchten Ergebnisse aus der Grundlagenforschung immer wieder
die Translation, genauso wie die anwendungsorientierte Forschung
Erkenntnisse liefert und neue Fragen aufwirft, die dann wieder
grundlagenwissenschaftlich studiert werden müssen“, so Şahin. Zusätzlich
zu seiner Tätigkeit bei BioNTech ist der Wissenschaftler weiterhin
Professor für Experimentelle Onkologie an der Mainzer Universität und wird
als Teilprojektleiter in drei derzeit laufenden SFB auch weiterhin von der
DFG gefördert.

DFG-Präsidentin Professorin Dr. Katja Becker beglückwünschte Şahin und
seine Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zur Entwicklung ihres Impfstoffs
und hob dabei hervor: „Die DFG freut sich sehr, auf ihre Weise und in
einem frühen Stadium einen Beitrag zu den Erkenntnissen geleistet zu
haben, die jetzt in einer erfolgreichen universitären Ausgründung für den
Impfstoff genutzt werden können, mit dem sich so große Hoffnungen
verbinden. Seine Entwicklung zeigt, wie essenziell eine Forschung ist, die
allein auf Basis wissenschaftlicher Neugier Erkenntnisse erzielt und deren
eigentlicher Wert oft darin liegt, dass er sich gerade nicht vorhersehen
lässt. Niemand konnte bei der Einrichtung des SFB etwas von der
Coronavirus-Pandemie ahnen, und doch begründeten die damaligen Forschungen
einen Wissensspeicher, der Jahre später und auf einem ganz anderen Gebiet
die Bekämpfung dieser globalen Herausforderung entscheidend voranbringen
kann.“

„Dieses Prinzip einer erkenntnisgeleiteten Forschung, für das die DFG in
besonderer Weise steht, wird in Deutschland seit nunmehr 100 Jahren
gefördert und erweist sich damit einmal mehr als Erfolgsgeschichte“, fuhr
Becker fort und verwies auf die Gründung der DFG-Vorgängerorganisation
Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft im Jahr 1920, an die die DFG in
diesem Jahr mit ihrer Kampagne „DFG2020 – Für das Wissen entscheiden“
erinnert.

Als größte Forschungsförderorganisation in Deutschland fördert die DFG
aktuell mehr als 31 000 Forschungsprojekte in allen Fachgebieten. Hierfür
standen jährlich zuletzt insgesamt rund 3,3 Milliarden Euro vom Bund und
den Ländern zur Verfügung, die nach wissenschaftlichen Qualitätskriterien
vergeben werden. Das Spektrum der Förderungen reicht von der
Einzelförderung bis zu großen Forschungsverbünden. Unter letzteren sollen
die derzeit mehr als 270 Sonderforschungsbereiche die Erforschung
langfristig konzipierter Vorhaben ermöglichen und die Schwerpunkt- und
Strukturbildung an den Hochschulen stärken.

Mit einer Reihe von Förderprojekten und weiteren Aktivitäten trägt die DFG
aktuell auch zur direkten Erforschung der Coronavirus-Pandemie bei.
Bereits vor deren Ausbruch wurden rund 20 Forschungsprojekte zu
Coronaviren sowie zur Infektiösität und genetischen Vielfalt von Viren
gefördert, darunter auch in mehreren SFB, einer Klinischen
Forschungsgruppe und einem Schwerpunktprogramm unter Leitung des Virologen
Professor Dr. Christian Drosten.

Nur wenige Wochen nach dem Ausbruch von Covid-19 startete die DFG Ende
März eine groß angelegte Ausschreibung zur fachübergreifenden Erforschung
von Epidemien und Pandemien. Mit ihr soll ein breites Spektrum an
Forschungsvorhaben gefördert werden, das von medizinischen und
biologischen Grundlagen sowie präventiven und therapeutischen Maßnahmen
über psychologische, gesellschaftliche, kulturelle, rechtliche oder
ethische Implikationen bis zur Ökonomie, Logistik und Kommunikation
reicht. Im Rahmen dieser Ausschreibung gingen fast 300 Förderanträge bei
der DFG ein, die ersten Projekte sollen voraussichtlich ab Anfang 2021
gefördert werden.

Im Juni richtete die DFG zudem eine interdisziplinäre Kommission für
Pandemieforschung mit 18 Mitgliedern aus allen Fachgebieten ein. Sie soll
die Rolle der Grundlagenforschung auf diesem Gebiet weiter stärken, die
Pandemie-Ausschreibung und die in deren Rahmen geförderten Projekte
begleiten und weitere Forschungsfelder identifizieren. Zu letzteren
veröffentlicht die DFG spezifische Ausschreibungen, mit denen Vorhaben zu
besonders drängenden oder kurzfristig zu beantwortenden Fragen in einer
sogenannten Fokus-Förderung für maximal ein Jahr gefördert werden können.