Würden Sie mir glauben, dass die Pandemie Millionen Menschenleben retten wird? Schwer vorstellbar, wo wir schon so viele geliebte Menschen verloren haben. Aber in der Menschheitsgeschichte haben große Gesundheitskrisen Innovationen in Gesundheitswesen und Technologie herbeigeführt. So entstand wegen der Pest Gutenbergs Druckerpresse und die Grippepandemie von 1918 brachte die moderne Impfstofftechnologie. Die COVID-19-Pandemie ist da nicht anders. Betrachten wir die Impfstoffe. Normalerweise dauert ihre Entwicklung Jahre, doch die mRNA-Impfstoffe kamen nach unglaublichen 11 Monaten zum Einsatz.
What if I told you that the pandemic will save the lives of millions of people? It's a difficult thing to consider, given how many loved ones we've already lost. But throughout the course of human history, massive public health crises have resulted in innovation in health care and technology. For example, the Black Death gave rise to the Gutenberg press and the 1918 flu pandemic led to modern vaccine technology. The COVID-19 pandemic has and will be no different. Just look at our vaccines -- normally developed over many years, and the mRNA vaccines were deployed in a mind-blowing 11 months.
Wie ist das überhaupt möglich? Es war möglich, weil Wissenschaftler seit Jahren daran arbeiten, wie man mRNA schnell in einem Notfall nutzen kann. Wir arbeiten insbesondere daran, das größte Problem der mRNA zu beheben, nämlich, dass sie normalerweise nicht an die richtigen Stellen in unserem Körper gelangt. Zum Glück konnten wir das Problem noch rechtzeitig lösen. und ich möchte Ihnen von unserer Technologie erzählen.
How is that even possible? It was possible because scientists have been working for many years to get us to the point where we could use mRNA quickly in an emergency situation. Specifically, we've been working on how to help mRNA with its biggest problem, which is that it doesn't normally go to the right places inside of our bodies. Fortunately, we got around that problem just in time, and I'd like to tell you about the technology that we use to do it.
Wenn mRNA verabreicht wird, wird sie in die Muskeln oder ins Blut injiziert, aber eigentlich brauchen wir sie in den Zellen. Leider ist mRNA fragil und unser Körper zerstört sie rasch. Stellen Sie sich mRNA als Glasvase vor, die man per Post verschicken will -- ohne Karton und Blisterfolie. Sie würde lang vor der Zustellung zerbrechen. Ohne Adresse auf dem Karton hätte der Zusteller keine Ahnung, wohin sie gehen soll. Wenn wir mRNA also als Therapeutikum nutzen wollen, braucht sie unsere Hilfe. Sie braucht Schutz und muss wissen, wohin sie soll. Hier komme ich ins Spiel.
When mRNA is administered, it's injected into our muscles or our bloodstream, but we actually need it to go inside of our cells. Unfortunately, mRNA is fragile, and our bodies will destroy it before it goes very far. You can think of mRNA like a glass vase that you'd like to send in the mail without a box and bubble wrap. It'll break long before it's been delivered. And without an address on the box, your postal delivery service will have no idea where to take it. And so if we're going to use mRNA as a therapeutic, it needs our help. It needs protection, and it needs to be told where to go. And that's where I come in.
Seit über 50 Jahren produzieren Wissenschaftler und Ingenieure wie ich Verpackungsmaterialien für Nukleinsäure-Medikamente wie DNA und RNA. Durch Versuch und Irrtum haben wir Pakete hergestellt, die intakte Vasen an die falsche Adresse liefern, die an die richtige Adresse liefern -- doch eine kaputte Vase --, Pakete, die von angreifenden Hunden zerfetzt werden, und Pakete, an denen sich der Zusteller den Rücken verrenkt. Für die Lösung brauchten wir viele Jahre. Hier ist das Ergebnis: winzige Fettkügelchen, die wir Lipid-Nanopartikel nennen. Ich erzähle Ihnen, was sie sind und wie sie funktionieren.
For over five decades, scientists and engineers like myself have been creating the shipping materials for nucleic acid drugs, like DNA and RNA. Through trial and error, we've created packages that deliver intact vases to the wrong address; that delivered to the right address but with a broken vase; packages that get ripped apart by attacking dogs; and packages that throw out the mail carrier's back. It's taken many years to get the science right. Let me show you the result, these tiny balls of fat that we call lipid nanoparticles. Let me tell you what they are and how they work.
Zunächst einmal bedeutet “nano” “wirklich, wirklich klein”. Stellen Sie sich vor, wie klein der Mensch im Vergleich zum Durchmesser der Erde ist. So klein ist ein Nanopartikel im Vergleich zum Menschen. Nanopartikel bestehen aus Fettmolekülen namens Lipide. Fett ist ein fantastisches Verpackungsmaterial, ausgesprochen elastisch. Interessanterweise sind auch unsere Zellen von Fett umgeben, was ihnen Flexibilität und Schutz gibt. Vor Jahren hatten Wissenschaftler die Idee Lipid-Nanopartikel zu erzeugen. Sie verhalten sich wie ein trojanisches Pferd: Weil die Lipide in den Nanopartikeln den Zellmembranen ähneln, sind die Zellen bereit, die Nanopartikel aufzunehmen, und so wird die mRNA in die Zelle gelassen. Was genau sind also die Lipide in den Nanopartikeln? Es sind vier Inhaltsstoffe zusätzlich zur mRNA, und ich sage Ihnen, welche.
So first of all, "nano" just means really, really small. Think of how small a person is compared to the diameter of the earth. That's how small a nanoparticle is compared to the person. These nanoparticles are made up of several fatty molecules called lipids. Fat is an awesome packing material -- nice and bouncy. Interestingly, our cells are also surrounded by fat to keep them flexible and protected. Years ago, scientists had the idea to create lipid nanoparticles that would act like a Trojan horse. Because the lipids in the nanoparticle look similar to the membranes that surround our cells, the cells are willing to bring the nanoparticle inside, and that's when the mRNA is released into the cell. So what, exactly, are the lipids in these nanoparticles? There are four ingredients in addition to the mRNA, and I'll tell you about each one.
Da ist erstens ein Lipid namens Phospholipid. Es ist primärer Bestandteil unserer Zellmembranen, der Wände aus Fett, die das Innere der Zellen von ihrer Umgebung abtrennen. Phospholipide haben einen Kopf, der Wasser mag, und einen Schwanz, der andere fettige Dinge mag. Wirft man also ein Bündel Phospholipide ins Wasser, entsteht eine wunderschöne Struktur, die Doppellipidschicht. Hier zeigen die Köpfe ins Innere und Äußere der Zelle, also ins Wasser, und die fettliebenden Teile des Moleküls hängen alle in der Mitte herum. In Lipid-Nanopartikeln haben Phospholipide eine ähnliche Rolle: die Organisation aller anderen Bestandteile.
First, there's a lipid called a phospholipid. This is the primary ingredient in our cell membranes, which are the walls of fat that separate the insides of our cells from everything that surrounds them. Phospholipids have a head that likes water and a tail that likes other fatty things. So when you throw a bunch of phospholipids together in water, they form this beautiful structure called a lipid bilayer. Here, the heads face the inside and the outside of the cell, which is water, and the fat-loving parts of the molecule hang out together in the middle. In lipid nanoparticles, phospholipids have a similar role of keeping all of the other ingredients organized.
Zweitens gibt es da ein Lipid namens Cholesterin. Warum sollten wir Cholesterin trotz seines schlechten Rufs in einem therapeutischen Nanopartikel nutzen? Zwar kann zu viel Cholesterin in unserem Blut schlecht sein, doch für unsere Zellmembranen ist es wirklich gut. Denn die eben erwähnten Phospholipide sind untereinander zu frei und drohen, zu zerfallen. Cholesterin ist ein steifes Molekül, das sich zwischen die anderen Lipide klemmt, um deren Lücken zu füllen und sie zusammenzuhalten. In unseren Lipid-Nanopartikeln spielt es eine ähnliche Rolle: Es liefert Struktur, damit die Nanopartikel zwischen Injektion und Ankunft in der Zelle nicht zerfallen.
Second, there's a lipid called cholesterol. Why, if cholesterol has a bad reputation, would we want to use it in a therapeutic nanoparticle? It turns out that while cholesterol can be bad when it's in our bloodstream, it's actually a really good thing for our cell membranes. And that's because those phospholipids I just told you about, they are entirely too free with themselves, and they are prone to falling apart. Cholesterol is a stiff molecule that wedges itself in between the other lipids to fill in the gaps and hold them all together. It plays a similar role in our lipid nanoparticles. It provides structural support so the nanoparticles don't fall apart in between the injection and when they get into our cells.
Drittens gibt es ein so genanntes ionisierbares Lipid. “Ionisierbar” bedeutet hier: Gelangen diese Partikel ins Blut, sind sie neutral geladen, was zu ihrer Sicherheit beiträgt. Innerhalb der Zelle wechseln sie dann zu einer positiven Landung, was ihnen hilft, die mRNA freizusetzen. Ionisierbare Lipide sind etwas Besonderes, weil sie aus dem Labor kommen. Wissenschaftler auf der ganzen Welt haben Zehntausende solche Materialien getestet, um solche zu finden, die mRNA sicher transportieren können. Weil sie aus dem Labor stammen, sind sie meist Eigentum des Unternehmens, das sie erfand. So entdeckten etwa Moderna und BioNTech, die Partnerfirma von Pfizer, verschiedene ionisierbare Lipide -- das ist der einzige wesentliche Bestandteil, in dem sich ihre COVID-19-Impfstoffe unterscheiden. Sogar dann sind ihre ionisierbaren Lipide nicht so unterschiedlich. Das beruhigt, denn wenn Gruppen unabhängiger Wissenschaftler zu ähnlichen Lösungen kommen, sollte man dem Ergebnis vertrauen.
Third, there's a lipid called an ionizable lipid. Here, "ionizable" means that when these particles are in the bloodstream, they're neutrally charged, which helps with their safety. Then they switch to a positive charge inside of our cells, which helps them release the mRNA. Ionizable lipids are special because they have to be made in the lab, and scientists around the world have tested tens of thousands of these materials to find ones that are good at delivering mRNA safely. And because they're made in the lab, they tend to be proprietary to the company that invented them. So, for example, Moderna and BioNTech, the company that partnered with Pfizer, they discovered different ionizable lipids, and that is the only important ingredient in their COVID-19 vaccines that differ. And even then, their ionizable lipids aren't even that different, which is reassuring, because when independent groups of scientists converge on similar solutions, it's easier to trust the result.
Zum Schluss noch ein weiterer Inhaltsstoff. Es ist ein Polymer namens Polyethylenglykol. Nennen wir es PEG. Das ist einfacher. PEG ist ein wasserliebendes Molekül. Es umgibt die Lipid-Nanopartikel und hält alles zusammen. Man kann sich die anderen drei Lipide als Kiste und Blisterfolie für die mRNA und das PEG als Paketband vorstellen. Sie haben vielleicht in den Nachrichten vom winzigen Anteil Menschen gehört, die allergisch auf den Impfstoff reagieren. Es gibt Belege, dass PEG zu diesen allergischen Reaktionen beitragen kann. Denn viele haben mit PEG in Kosmetika und Haushaltsprodukten regelmäßigen Kontakt und manche Menschen haben bereits Antikörper gegen PEG entwickelt. Aber warum passiert das manchen Menschen und anderen nicht? Jedes Immunsystem ist anders, und so wie manche allergisch auf Latex reagieren, sind andere allergisch gegen PEG. Es ist wichtig, das im Auge zu behalten. Dennoch hat PEG eine lange Geschichte sicherer Anwendung als Teil FDA-zugelassener Arzneimittelformulierungen, und Impfstoffallergien können durch andere Dinge als PEG ausgelöst werden. Diese Nebenwirkungen mässen erst erforscht werden.
Finally, one more ingredient. This one is a polymer called polyethylene glycol. So let's call it PEG. That's much easier. PEG is a water-loving molecule. So it surrounds the lipid nanoparticle and it holds it all together. You can think of the other three lipids as the box and the bubble wrap for the mRNA, and the PEG as the packing tape. You may have heard in the news about a tiny fraction of people that have allergic responses to the vaccine. There is some evidence that PEG could be contributing to these allergic reactions. And that's because people are routinely exposed to PEG in cosmetic and household products, and some people have already developed antibodies against PEG. But why would this happen to some people and not to others? It turns out that every person's immune system is different, and just the same way that some people are allergic to latex, other people are allergic to PEG. It's important to keep in mind, however, that PEG has had a long history of safe use as part of FDA-approved drug formulations, and these vaccine allergies could be caused by things other than PEG. More research is needed to get to the bottom of these side effects.
Gehen wir einen Schritt zurück und schauen uns all die Nanopartikel an. Wunderschön, oder? Wenn all diese Bestandteile gut zusammenpassen, ist das Ergebnis der Traum jeder Postbotin. Im Fall der Impfstoffe -- nachdem die Nanopartikel in den Muskel injiziert wurden --, bringen sie die mRNA in die Zellen. Dort agiert die mRNA wie eine Bauanleitung, die unsere Zellen anweist, ein fremdes Protein herzustellen, in diesem Fall das Coronavirus-Spikeprotein. Wenn unsere Immunzellen das Spikeprotein sehen, eilen sie herbei, um uns vor ihm zu schützen, und prägen es sich dabei ein, um es töten zu können, falls es jemals wiederkommt. Während wir sprechen retten die mRNA-Impfstoffe da draußen Menschen vor dem Coronavirus. Sie waren unser erstes und bestes Werkzeug zur Bekämpfung dieses Albtraums und sind unsere größte Hoffnung, um zügig auf Virusvarianten zu reagieren, weil wir unsere Lipid-Nanopartikel- Verpackung behalten können -- wir müssen nur die darin enthaltene mRNA austauschen.
All right, so let's take a step back and look at our whole nanoparticle. Beautiful, right? When these ingredients all fit together nicely, the result is a deliverywoman's dream. In the case of the vaccines, after these nanoparticles get injected into our muscle, they take the mRNA into our cells. There, the mRNA acts like an instruction manual that tells our cells to make a foreign protein, in this case, the coronavirus spike protein. When our immune cells see the spike protein, they rush to protect us from it, and they teach themselves to remember it, so that they can kill it if it ever returns. As we speak, the mRNA vaccines are out there saving lives from the coronavirus. They were our first and best tool to combat this nightmare, and they are our best hope of responding swiftly to viral variance because we can keep our lipid nanoparticle packaging the same, and all we have to do is swap out the mRNA that's inside.
Doch jetzt kommt das Beste: Für mRNA-Therapeutika sind diese Impfstoffe erst der Anfang. Mit mRNA lassen sich viele Krankheiten behandeln oder heilen. In Zukunft können wir wohl also viele schlimme Krankheiten behandeln wie Mukoviszidose, Muskelschwund und Sichelzellenanämie. Diese Krankheiten werden durch mutierte Proteine verursacht und wir können mRNA nutzen, um unsere Zellen zu bitten, die korrekte Version dieser Proteine herzustellen. Wir werden Krebs behandeln können -- Brust-, Blut-, Lungenkrebs, egal. Hier werden wir mRNA nutzen, um unseren Immunzellen beizubringen, Krebszellen zu finden und zu töten. Mit einigem Glück bekommen wir dann Impfstoffe gegen einige der tödlichsten und gefürchtetsten Erreger weltweit wie Malaria, Ebola und HIV. Manche dieser Produkte werden bereits klinisch getestet, und der Erfolg der COVID-19-Impfstoffe wird den Weg für zukünftige Generationen solcher Therapien ebnen.
But here's the best part: for mRNA therapeutics, these vaccines are only the beginning. mRNA can be used to treat or cure many diseases. So in the future, we will likely have treatments for many terrible diseases, including cystic fibrosis, muscular dystrophy and sickle cell anemia. These diseases are caused by mutated proteins, and we can use mRNA to ask our cells to make the correct version of these proteins. We'll have treatments for cancer -- breast, blood, lungs -- you name it. Here, we'll use mRNA to teach our immune cells how to find and kill cancer cells. And then, if we're lucky, we'll have vaccines against some of the most deadly and feared pathogens across the globe, including malaria, Ebola and HIV. Some of these products are already in clinical trials, and the success of the COVID-19 vaccines will pave the way for future generations of these therapies.
So wird die Pandemie Millionen Leben retten. Sie war Katalysator der schnellsten Impfstoffentwicklung der Geschichte und schuf eine Nische für eine bisher nicht zugelassene Technologieform. In unserer Verzweiflung gaben wir dieser Technologie eine Chance. Jetzt sammeln wir Langzeitdaten von hunderten Millionen Menschen für Sicherheit und Effektivität. Mit diesen Daten werden das Interesse an dieser Technologie, ihre Finanzierung und das Vertrauen in sie weiter zunehmen.
This is how the pandemic will save the lives of millions. It catalyzed the most rapid vaccine development in history and brought to life a niche, previously unapproved form of technology. And in our desperation, we gave that technology a chance. Now we're collecting long-term safety and efficacy data from hundreds of millions of people. And with these data, interest in the technology, funding for the technology and trust in the technology will continue to grow.
Allerdings werden die Verpackung und die Lieferung der mRNA zu den richtigen Organen und Geweben bei der Einführung dieser Technologie eine riesige Herausforderungen bleiben. Meine Kollegen und ich werden also noch sehr lange beschäftigt sein. Ich möchte mit einer hoffnungsvollen Nachricht schließen. Wir sind an der Schwelle zu einer Revolution. mRNA wird die Welt für immer verändern -- dank dieser Fettkügelchen, die die Wundermedizin genau dorthin bringt, wo sie gebraucht wird.
Looking ahead, the packaging and delivery of mRNA to the right organs and tissues will continue to be one of the most significant challenges to implementing this technology. And so my colleagues and I are going to be busy for a very long time. Ultimately, I'm here with a message of hope. We are on the cusp of a revolution. mRNA is about to change the world forever, and it's all thanks to these fatty little balls that take this miracle medicine to exactly where it's needed.
Vielen Dank.
Thank you.
(Applaus)
(Applause)