Vaktsiini- ja tervisekonverentsil kutsusid eksperdid üles "kõik peaksid pöörama tähelepanu mRNA vaktsiinidele, mis pakuvad inimestele piiramatut mõtlemist".Mis siis täpselt on mRNA vaktsiin?Kuidas see avastati ja milline on selle rakendusväärtus?Kas see suudab vastu seista kogu maailmas möllavale COVID-19-le?Kas minu riik on edukalt välja töötanud mRNA vaktsiini?Täna tutvume mRNA vaktsiinide mineviku ja olevikuga.

01
Mis on mRNA mRNA vaktsiinides?

mRNA (Messenger RNA), see tähendab Messenger RNA, on üheahelalise RNA tüüp, mis transkribeeritakse DNA ahelast mallina ja mis kannab geneetilist teavet, mis võib juhtida valgusünteesi.Tavapäraselt öeldes replitseerib mRNA kaheahelalise DNA ühe ahela geneetilist teavet tuumas ja lahkub seejärel tuumast, et toota tsütoplasmas valke.Tsütoplasmas liiguvad ribosoomid mööda mRNA-d, loevad selle alusjärjestust ja transleerivad selle vastavaks aminohappeks, moodustades lõpuks valgu (joonis 1).

Joonis fig 1 mRNA tööprotsess

02
Mis on mRNA vaktsiin ja mis teeb selle ainulaadseks?

mRNA vaktsiinid viivad kehasse haigusspetsiifilisi antigeene kodeeriva mRNA ja kasutavad antigeenide genereerimiseks peremeesraku valgusünteesi mehhanismi, käivitades seeläbi immuunvastuse.Tavaliselt saab spetsiifiliste antigeenide mRNA järjestusi konstrueerida vastavalt erinevatele haigustele, pakendada ja rakkudesse transportida uudsete lipiidide nanokandjaosakeste abil ning seejärel kasutatakse inimese ribosoomide mRNA järjestusi mRNA järjestuste transleerimiseks, et toota haigusantigeenvalke, mille autoimmuunsüsteem pärast sekretsiooni ära tunneb, et tekitada immuunvastuse teke (haiguse ennetamise roll).

Joonis 2. mRNA vaktsiini in vivo toime

Niisiis, mis on seda tüüpi mRNA vaktsiini puhul unikaalne võrreldes traditsiooniliste vaktsiinidega?mRNA vaktsiinid on kõige eesrindlikumad kolmanda põlvkonna vaktsiinid ja nende stabiilsuse suurendamiseks, immunogeensuse reguleerimiseks ja uute manustamistehnoloogiate väljatöötamiseks on vaja täiendavaid uuringuid.

Traditsiooniliste vaktsiinide esimese põlvkonna hulka kuuluvad peamiselt inaktiveeritud vaktsiinid ja nõrgestatud elusvaktsiinid, mida kasutatakse kõige laialdasemalt.Inaktiveeritud vaktsiinid viitavad esmalt viiruste või bakterite kultiveerimisele ja seejärel nende inaktiveerimisele kuumuse või kemikaalidega (tavaliselt formaliiniga);nõrgestatud elusvaktsiinid viitavad patogeenidele, mis pärast erinevaid ravimeetodeid muteeruvad ja nõrgendavad nende toksilisust.kuid säilitab siiski oma immunogeensuse.Selle nakatamine organismi ei põhjusta haigusi, kuid patogeen võib organismis kasvada ja paljuneda, käivitada organismi immuunvastuse ning mängida rolli pikaajalise või eluaegse kaitse saavutamisel.

Uute vaktsiinide teise põlvkonna hulka kuuluvad subühikvaktsiinid ja rekombinantsed valguvaktsiinid.Subühikvaktsiin on vaktsiini subühiku vaktsiin, mis on valmistatud patogeensete bakterite peamistest kaitsvatest immunogeensetest komponentidest, st keemilise lagunemise või kontrollitud proteolüüsi teel ekstraheeritakse ja sõelutakse välja bakterite ja viiruste spetsiaalne valkude struktuur.Immunoloogiliselt aktiivsetest fragmentidest valmistatud vaktsiinid;rekombinantse valgu vaktsiinid on antigeensed rekombinantsed valgud, mida toodetakse erinevates rakuekspressioonisüsteemides.

Kolmanda põlvkonna tipptasemel vaktsiinid hõlmavad DNA vaktsiine ja mRNA vaktsiine.See on teatud antigeenset valku kodeeriva viiruse geenifragmendi (DNA või RNA) otsene viimine looma somaatilistesse rakkudesse (vaktsiini süstimine inimkehasse) ja antigeense valgu tootmine peremeesraku valgusünteesisüsteemi kaudu, indutseerides peremeesorganismi tekitama immuunsust antigeense valgu vastuse suhtes, et saavutada haiguste ennetamise ja ravi eesmärk.Nende kahe erinevus seisneb selles, et DNA transkribeeritakse esmalt mRNA-ks ja seejärel sünteesitakse valk, samas kui mRNA sünteesitakse otse.

03
mRNA vaktsiini avastamislugu ja kasutusväärtus

Kui rääkida mRNA vaktsiinidest, siis tuleb mainida silmapaistvat naisteadlast Kati Karikot, kes on mRNA vaktsiinide tulekuks pannud tugeva teadusliku uurimisaluse aluse.Ta tundis õppimise ajal mRNA vastu uurimishuvi.Oma enam kui 40-aastase teadlasekarjääri jooksul tabas ta korduvalt tagasilööke, ta ei taotlenud teadusuuringute fonde ega omanud stabiilset teadusliku uurimistöö positsiooni, kuid ta on alati nõudnud mRNA-uuringuid.

Kati Karito

MRNA vaktsiinide ilmumisel on kolm olulist sõlme.

Esimeses etapis õnnestus tal toota soovitud mRNA molekuli rakukultuuri kaudu, kuid tal tekkis probleem mRNA kehas funktsioneerimisel: pärast mRNA süstimist hiiresse neelas hiire immuunsüsteem selle alla.Siis kohtus ta Weissmaniga.Nad kasutasid tRNA-s olevat molekuli nimega pseudouridiin, et panna mRNA immuunvastusest kõrvale hoidma.][2].
Teises etapis, umbes 2000. aastal, uuris prof Pieter Cullis lipiidide nanotehnoloogia LNP-sid siRNA in vivo kohaletoimetamiseks geenide vaigistamise rakendustes [3][4].Weissmani organisatsioon Kariko jt.leidis, et LNP on sobiv mRNA kandja in vivo ja võib saada väärtuslikuks vahendiks terapeutilisi valke kodeeriva mRNA kohaletoimetamiseks ning seejärel tõestatud Zika viiruse, HIV ja kasvajate ennetamisel [5] ][6][7][8].

Kolmandas etapis, aastatel 2010 ja 2013, omandasid Moderna ja BioNTech Pennsylvania ülikoolist järjest mRNA sünteesiga seotud patendilitsentsid edasiseks arendamiseks.Katalinist sai 2013. aastal ka BioNTechi vanem asepresident, kes tegeles mRNA vaktsiinide edasiarendamisega.

Tänapäeval saab mRNA vaktsiine kasutada nakkushaiguste, kasvajate ja astma puhul.Kogu maailmas möllava COVID-19 puhul võivad mRNA vaktsiinid mängida eesrindlikku rolli.

04
MRNA vaktsiini kasutusvõimalused COVID-19 puhul

Ülemaailmse COVID-19 epideemiaga teevad riigid kõvasti tööd, et töötada välja vaktsiin epideemia ohjeldamiseks.Uut tüüpi vaktsiinina on mRNA vaktsiin mänginud uue krooniepideemia tulekul juhtivat rolli.Paljud tippajakirjad on teatanud mRNA rollist uues SARS-CoV-2 koroonaviiruses (joonis 3).

Joonis 3 Aruanne mRNA vaktsiinide kohta uue koroonaviiruse ennetamiseks (NCBI-st)

Esiteks on paljud teadlased teatanud uue koroonaviiruse vastase mRNA vaktsiini (SARS-CoV-2 mRNA) uurimisest hiirtel.Näiteks: lipiid-nanoosakestega kapseldatud-nukleosiidiga modifitseeritud mRNA (mRNA-LNP) vaktsiin, üheannuseline süstimine kutsub esile tugevad 1. tüüpi CD4+ T ja CD8+ T-raku vastused, pikaealised plasma- ja mälu B-rakkude vastused ning tugeva ja püsiva neutraliseeriva antikeha vastuse.See näitab, et mRNA-LNP vaktsiin on paljulubav kandidaat COVID-19 vastu[9][10].

Teiseks võrdlesid mõned teadlased SARS-CoV-2 mRNA ja traditsiooniliste vaktsiinide mõju.Võrreldes rekombinantsete valguvaktsiinidega: mRNA vaktsiinid on palju paremad kui valguvaktsiinid germinaalse keskuse vastuse, Tfh aktiveerimise, neutraliseerivate antikehade tootmise, spetsiifiliste mälu B-rakkude ja pikaealiste plasmarakkude osas [11].

Seejärel, kui SARS-CoV-2 mRNA vaktsiinikandidaadid sisenesid kliinilistesse uuringutesse, tekkis mure vaktsiinikaitse lühikese kestuse pärast.Teadlased on välja töötanud nukleosiidiga modifitseeritud mRNA vaktsiini lipiididesse kapseldatud vormi, mida nimetatakse mRNA-RBD-ks.Üks süst võib tekitada tugevaid neutraliseerivaid antikehi ja rakulisi vastuseid ning kaitsta peaaegu täielikult 2019-nCoV-ga nakatunud mudelhiiri, kusjuures neutraliseerivate antikehade kõrge tase säilib vähemalt 6,5 kuud.Need andmed viitavad sellele, et mRNA-RBD ühekordne annus tagab pikaajalise kaitse SARS-CoV-2 nakatumise eest [12].
Samuti töötavad teadlased uute ohutute ja tõhusate vaktsiinide väljatöötamise nimel COVID-19 vastu, näiteks BNT162b vaktsiini.Kaitsid makaagid SARS-CoV-2 eest, kaitsesid alumisi hingamisteid viiruse RNA eest, tootsid väga tugevaid antikehi ja neil ei ilmnenud haiguse süvenemise märke.Praegu on I faasi uuringutes hindamisel kaks kandidaati, samuti on käimas hindamine ülemaailmsetes II/III faasi uuringutes ning kandideerimine on kohe käes [13].

05
MRNA vaktsiini staatus maailmas

Praegu on BioNTech, Moderna ja CureVac tuntud kui maailma kolm parimat mRNA-teraapia liidrit.Nende hulgas on BioNTech ja Moderna uue kroonivaktsiini uurimise ja arenduse esirinnas.Moderna on keskendunud mRNA-ga seotud ravimite ja vaktsiinide uurimisele ja arendamisele.COVID-19 III faasi proovivaktsiin mRNA-1273 on ettevõtte kõige kiiremini kasvav projekt.BioNTech on ka maailma juhtiv mRNA ravimite ja vaktsiinide uurimis- ja arendusettevõte, millel on kokku 19 mRNA ravimit/vaktsiini, millest 7 on jõudnud kliinilisse faasi.CureVac on keskendunud mRNA ravimite/vaktsiinide uurimisele ja arendamisele ning on esimene ettevõte maailmas, kes loob GMP-ga ühilduva RNA tootmisliini, keskendudes kasvajatele, nakkushaigustele ja haruldastele haigustele.

Seotud tooted:RNaasi inhibiitor
Märksõnad: miRNA vaktsiin, RNA eraldamine, RNA ekstraheerimine, RNaasi inhibiitor

Viited:1.K Karikó, Buckstein M, Ni H jt.RNA äratundmise pärssimine toll-like retseptorite poolt: nukleosiidide modifitseerimise mõju ja RNA evolutsiooniline päritolu [J].Immunity, 2005, 23(2):165-175.
2. K Karikó, Muramatsu H, Walesi FA jt.Pseudouridiini inkorporeerimine mRNA-sse annab suurepärase mitteimmunogeense vektori, millel on suurem translatsioonivõime ja bioloogiline stabiilsus [J].Molekulaarteraapia, 2008.3.Chonn A, Cullis PR.Hiljutised edusammud liposoomitehnoloogiates ja nende rakendustes süsteemseks geeni kohaletoimetamiseks [J].Advanced Drug Delivery Reviews, 1998, 30(1-3):73.4.Kulkarni JA, Witzigmann D, Chen S jt.Lipiidide nanoosakeste tehnoloogia siRNA teraapia kliiniliseks tõlkimiseks [J].Keemiauuringute arvestus, 2019, 52(9).5.Kariko, Katalin, Madden jt.Hiirtele erinevatel viisidel lipiidide nanoosakestes tarnitud nukleosiidiga modifitseeritud mRNA ekspressioonikineetika [J].Teataja Kontrollitud vabastamine Kontrollitud väljastamise ühingu ametlik väljaanne, 2015.6.Zika viiruse kaitse ühe väikese annusega nukleosiidiga modifitseeritud mRNA vaktsineerimisega [J].Nature, 2017, 543 (7644): 248-251.7.Pardi N, Secreto AJ, Shan X jt.Laialdaselt neutraliseerivat antikeha kodeeriva nukleosiidiga modifitseeritud mRNA manustamine kaitseb humaniseeritud hiiri HIV-1 nakatumise eest [J].Looduskommunikatsioonid, 2017, 8:14630.8.Stadler CR, B?Hr-Mahmud H, Celik L jt.Suurte kasvajate elimineerimine hiirtel mRNA-ga kodeeritud bispetsiifiliste antikehadega [J].Loodusmeditsiin, 2017.9.NN Zhang, Li XF, Deng YQ jt.Termostabiilne mRNA vaktsiin COVID-19 [J] vastu.Rakk, 2020.10.D Laczkó, Hogan MJ, Toulmin SA jt.Nukleosiidiga modifitseeritud mRNA vaktsiinidega ühekordne immuniseerimine kutsub hiirtel esile tugeva rakulise ja humoraalse immuunvastuse SARS-CoV-2 vastu – ScienceDirect[J].2020.11.Lederer K, Castao D, Atria DG jt.SARS-CoV-2 mRNA vaktsiinid soodustavad tugevaid antigeenispetsiifilisi idukeskuse reaktsioone, mis on seotud neutraliseerivate antikehade genereerimisega[J].Immunity, 2020, 53(6):1281-1295.e5.12.Huang Q, Ji K, Tian S jt.Üheannuseline mRNA vaktsiin pakub hACE2 transgeensetele hiirtele pikaajalist kaitset SARS-CoV-2[J] eest.Looduskommunikatsioonid.13.Vogel AB, Kanevsky I, Ye C jt.Immunogeensed BNT162b vaktsiinid kaitsevad reesusmakaake SARS-CoV-2[J] eest.Loodus, 2021: 1-10.