Pierwsze szczepionki na COVID – 19 do ukończenia testów fazy 3 to zupełnie nowy typ: szczepionki mRNA. Szczepionki tego typu nigdy wcześniej nie były dopuszczone do stosowania w żadnej chorobie. Czym różnią się od tradycyjnych szczepionek i co sprawia, że są tak ekscytujące?
Jak działają tradycyjne szczepionki
Główny cel szczepionki przeciwko konkretnemu czynnikowi zakaźnemu, na przykład wirusowi wywołującemu COVID – 19, ma na celu nauczenie układu odpornościowego, co ten wirus wygląda jak. Po wyszkoleniu układ odpornościowy energicznie zaatakuje rzeczywistego wirusa, jeśli kiedykolwiek dostanie się do organizmu.
Wirusy zawierają rdzeń genów zbudowanych z DNA lub RNA owiniętego płaszczem białek. Aby stworzyć płaszcz z białka, geny DNA lub RNA wirusa tworzą informacyjny RNA (mRNA); mRNA tworzy następnie białka. MRNA o określonej strukturze tworzy białko o określonej strukturze.
Niektóre tradycyjne szczepionki wykorzystują osłabiony wirus, podczas gdy inne wykorzystują tylko krytyczny fragment płaszcza białkowego wirusa. W przypadku COVID – 19 fragment zwany białkiem szczytowym jest fragmentem krytycznym.
Tradycyjne szczepionki działają: polio i odra to tylko dwa przykłady poważnych chorób opanowanych przez szczepionki. Podsumowując, szczepionki mogły przynieść ludzkości więcej korzyści niż jakikolwiek inny postęp medycyny w historii. Ale hodowanie dużych ilości wirusa, a następnie osłabianie wirusa lub wydobywanie krytycznego fragmentu zajmuje dużo czasu.
Wczesne kroki w kierunku szczepionek mRNA
Około 30 lat temu garstka naukowców zaczęła badać, czy można prościej wytwarzać szczepionki. A co by było, gdybyś znał dokładną strukturę mRNA, które stanowiło krytyczny fragment płaszcza białkowego wirusa, na przykład białko szpiku COVID – 19 wirus?
Wykonanie tego mRNA w laboratorium w dużych ilościach jest stosunkowo łatwe. Co by było, gdybyś wstrzyknął komuś to mRNA, a następnie mRNA przeszedł przez krwiobieg, aby zostać pochłonięty przez komórki układu odpornościowego, a następnie te komórki zaczęłyby wytwarzać białko kolca? Czy to kształci układ odpornościowy?
Pokonywanie przeszkód w tworzeniu szczepionek mRNA
Chociaż koncepcja wydaje się prosta, wymagała dziesięcioleci pracy nad szczepionkami mRNA, aby pokonać szereg przeszkód. Najpierw naukowcy nauczyli się, jak zmodyfikować mRNA, aby nie wywoływał gwałtownych reakcji układu odpornościowego. Po drugie, nauczyli się, jak zachęcić komórki układu odpornościowego do pochłaniania mRNA, gdy przechodzi ono we krwi. Po trzecie, nauczyli się, jak nakłaniać te komórki do wytwarzania dużych ilości krytycznego kawałka białka. W końcu nauczyli się, jak zamknąć mRNA w mikroskopijnych małych kapsułkach, aby chronić je przed zniszczeniem przez chemikalia znajdujące się w naszej krwi.
Po drodze dowiedzieli się również, że w porównaniu z tradycyjnymi szczepionkami, Szczepionki mRNA mogą w rzeczywistości generować silniejszy typ odporności: stymulują układ odpornościowy do wytwarzania przeciwciał i komórek zabójczych układu odpornościowego – podwójne uderzenie w wirusa.
Potem przyszedł czas COVID – 19
A więc 30 lata żmudnych badań pozwoliły kilku grupom naukowców – w tym grupie w Pfizer współpracującej z niemiecką firmą BioNTech oraz młodej firmie z Massachusetts o nazwie Moderna – wprowadzić technologię szczepionek mRNA do próg faktycznej pracy. Firmy zbudowały platformy, które teoretycznie mogłyby zostać użyte do stworzenia szczepionki na każdą chorobę zakaźną, po prostu poprzez wstawienie właściwej sekwencji mRNA dla tej choroby.
Potem pojawił się COVID – 19. W ciągu kilku tygodni od zidentyfikowania odpowiedzialnego wirusa naukowcy w Chinach określili strukturę wszystkich jego genów, w tym genów tworzących białko szczytowe, i opublikowali te informacje w Internecie.
minuty, naukowcy 10, 000 mil stąd rozpoczęto prace nad projektem szczepionki mRNA. W ciągu kilku tygodni zrobili wystarczająco dużo szczepionki, aby przetestować ją na zwierzętach, a następnie na ludziach. Zaledwie 11 miesiące po wykryciu wirusa SARS-CoV-2 organy regulacyjne w Wielkiej Brytanii i USA potwierdziły, że Szczepionka mRNA przeciwko COVID – 19 jest skuteczna i bezpiecznie tolerowana, torując drogę do powszechnej immunizacji. Wcześniej nie opracowano żadnej nowej szczepionki w ciągu mniej niż czterech lat.
Żaden przełom naukowy nie jest sam
Już mRNA szczepionki są testowane pod kątem innych czynników zakaźnych, takich jak Ebola, wirus Zika i grypa. Komórki rakowe wytwarzają białka, na które mogą również być ukierunkowane szczepionki mRNA: w istocie odnotowano ostatnio postęp w przypadku czerniaka. I teoretycznie technologia mRNA może wytwarzać białka, których brakuje w niektórych chorobach, takich jak mukowiscydoza.
Jak każdy przełom, nauka stojąca za szczepionką mRNA opiera się na wielu wcześniejszych przełomach, w tym
- zrozumienie struktury DNA i mRNA oraz tego, jak działają one przy produkcji białka
- wynalezienie technologii w celu określenia sekwencji genetycznej wirusa
- wynalezienie technologii do budowy mRNA, które spowodowałoby, że określone białko
- pokonałoby wszystkie przeszkody, które mogłyby uniemożliwić mRNA wstrzykniętemu do mięśnia ramienia danej osoby drogę do komórek układu odpornościowego w głębi ciała i nakłanianie tych komórek do wytwarzania krytycznego białka
- i technologii informacyjnej do przekazywania wiedzy świat z prędkością światła.
Każde z tych przeszłych odkryć zależało od chęci naukowców do wytrwania pościg g ich dalekosiężne marzenia – często pomimo ogromnego sceptycyzmu, a nawet wyśmiewania – i chęć społeczeństwa do inwestowania w ich badania.
