Mit Impfungen verbinden viele eine Injektion, doch man könnte sie beispielsweise auch schlucken. Forschende in den USA entwickeln dafür eine Kapsel, die auch mRNA-Vakzine transportieren könnte.

Noch ist unter anderem die Corona-Impfung mit einem Piks verbunden, denn das Vakzin wird mit einer Spritze in das Muskelgewebe injiziert. Theoretisch könnte man einen Impfstoff aber auch schlucken. Es müsste nur sichergestellt werden, dass der Wirkstoff dann nicht verdaut, sondern über die Schleimhäute des Verdauungstrakts aufgenommen und von dort auch weiterverteilt wird.

Ein Team um den Gastroenterologen und Assistant Professor of Mechanical Engineering am MIT Giovanni Traverso vom Massachusetts Institute of Technology hat in den vergangenen Jahren schon mehrere Methoden vorgestellt, die Patienten Injektionen oder auch die tägliche Einnahme von Medikamenten ersparen könnten. Nun präsentieren die Forschenden eine Kapsel, die die mRNA des Impfstoffs nach der Einnahme selbstständig in die Magenwand injizieren könnte. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Bioingenieure im Fachmagazin Matter.

Die beschriebene Kapsel heftet sich demnach nach der Einnahme an der Magenwand an und injiziert die enthaltenen Wirkstoffe anschließend selbstständig in die Magenwand. Der "Soma" (für "self-orienting millimeter-scale applicator") hat die Form eines Ellipsoids, ähnlich wie auch Weltraumlandekapseln. Die Basis besteht aus rostfreiem Stahl.

Systematische Immunantwort möglich?

Der tiefe Schwerpunkt führt dazu, dass "Soma" nach der Einnahme mit der Basis auf der Magenschleimhaut landet und dort liegen bleibt. Anschließend wird durch Einwirken des Magensafts eine Feder aktiviert, die eine Nadel in die Magenschleimhaut sticht und das Medikament injiziert. Die Kapsel wird danach über den Verdauungstrakt ausgeschieden. Traverso hatte in einer früheren Studie auf diese Weise Insulin verabreicht. Dem Team war es 2021 zudem gelungen, auch größere Moleküle wie monoklonale Antikörper in "Soma" zu verpacken und erfolgreich bei Schweinen zu applizieren, etwa den Rheumawirkstoff Adalimumab.

Wissen 22.03.21

Soll mehrere Vorteile bieten Kommt der Corona-Impfstoff zum Schlucken?

Diese Erkenntnisse sollten nun auf einen Corona-Impfstoff übertragen werden. Dafür musste die empfindliche mRNA zunächst so aufbereitet werden, dass sie in die Kapsel verpackt werden kann. Nach Angaben der Forschenden enthalten die einzelnen Kapseln 150 µg mRNA, das ist mehr als in den Impfstoffen von Biontech und Moderna (30µg beziehungsweise 100 µg).

In einem nächsten Schritt musste sichergestellt werden, dass die mRNA nach der Injektion von den Zellen aufgenommen und zur Produktion des Proteins verwendet wird. Dies wurde zunächst an Mäusen untersucht, denen die mRNA - noch ohne "Soma" - in die Magenschleimhaut injiziert wurde. Die Zellen der Magenschleimhaut begannen tatsächlich, die Proteine herzustellen. Die mRNA gelangte über die Blutbahn aber auch in andere Organe wie die Leber. Auch bei Schweinen waren entsprechende Versuche zumindest teilweise erfolgreich.

Alex Abramson, ein Mitautor der Studie, verweist in einer Mitteilung des MIT darauf, dass es viele Immunzellen im Magen-Darm-Trakt gibt. "Die Stimulierung des Immunsystems des Magen-Darm-Trakts ist ein bekannter Weg, um eine Immunantwort hervorzurufen", so Abramson.

Die Forschenden wollen nun untersuchen, ob sie eine systemische Immunantwort erzeugen können, einschließlich der Aktivierung von B- und T-Zellen, indem sie mRNA-Impfstoffe mit ihrer Kapsel abgeben. Dieser Ansatz könnte auch dazu dienen, gezielte Behandlungen für Magen-Darm-Erkrankungen zu entwickeln, die mit einer herkömmlichen Injektion schwierig zu behandeln sind.