COVID-19 mRNA-rokote: Tieteen virstanpylväs ja lääketieteen pelin muuttaja

Virusproteiineja annetaan antigeeninä rokotteen muodossa ja elimistön immuunijärjestelmä muodostaa vasta-aineita annettua antigeeniä vastaan, mikä tarjoaa suojan tulevia infektioita vastaan. Mielenkiintoista on, että tämä on ensimmäinen kerta ihmiskunnan historiassa, kun itse vastaava mRNA annetaan rokotteen muodossa, joka käyttää solukoneistoa antigeenin/proteiinin ilmentämiseen/translaatioon. Tämä muuttaa kehon solut tehokkaasti tehtaiksi, jotka tuottavat antigeeniä, joka puolestaan ​​tarjoaa aktiivisuutta koskemattomuus vasta-aineita tuottamalla. Näiden mRNA-rokotteiden on todettu olevan turvallisia ja tehokkaita ihmisillä tehdyissä kliinisissä tutkimuksissa. Ja nyt COVID-19 mRNA rokote BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) annetaan ihmisille protokollan mukaisesti. Ensimmäisenä asianmukaisesti hyväksyttynä mRNA-rokotteena tämä on virstanpylväs tieteessä, joka on aloittanut uuden aikakauden lääketiede ja lääkkeiden toimitus. Tämä voi pian nähdä soveltamisen mRNA syövänhoitoteknologiaa, rokotteita muihin sairauksiin ja siten mahdollisesti lääketieteen käytäntöjen muuttamiseen ja koko lääketeollisuuden muotoutumiseen tulevaisuudessa.  

Jos solun sisällä tarvitaan proteiinia sairastuneen tilan hoitoon tai toimimaan antigeeninä aktiivisen immuniteetin kehittämiseksi, se proteiini tulee kuljettaa soluun turvallisesti ehjänä. Tämä on edelleen ylämäkeen nouseva tehtävä. Voisiko proteiini ilmentää suoraan soluun injektoimalla vastaavaa nukleiinihappoa (DNA tai RNA), joka sitten käyttää solukoneistoa ilmentymiseen? 

Ryhmä tutkijoita keksi ajatuksen nukleiinihappokoodatusta lääkkeestä ja osoitti ensimmäisen kerran vuonna 1990, että suora injektio mRNA hiiren lihakseen johti koodatun proteiinin ilmentymiseen lihassoluissa⁽¹⁾. Tämä avasi mahdollisuuden geenipohjaisiin terapioihin sekä geenipohjaisiin rokotteisiin. Tätä kehitystä pidettiin häiritsevänä teknologiana, jota vasten tulevaisuuden rokoteteknologiaa mitataan ⁽²⁾.

Ajatusprosessi siirtyi nopeasti "geenipohjaisesta" "geenipohjaiseen"mRNA-pohjainen tiedonsiirto, koska mRNA tarjosi useita etuja verrattuna DNA koska mRNA ei integroidu genomiin (siis ei haitallista genomista integraatiota) eikä replikoidu. Siinä on vain elementtejä, joita tarvitaan suoraan proteiinin ilmentämiseen. Yksijuosteisen RNA:n välinen rekombinaatio on harvinaista. Lisäksi se hajoaa muutamassa päivässä soluissa. Nämä ominaisuudet tekevät mRNA:sta sopivamman turvalliseksi ja ohimeneväksi tietoa kuljettavaksi molekyyliksi toimimaan vektorina geenipohjaisen rokotteen kehittämisessä ⁽³⁾. Teknologian edistymisen myötä, joka liittyy erityisesti sellaisten muokattujen mRNA:iden synteesiin, joissa on oikeat koodit, jotka voitaisiin kuljettaa soluihin proteiinien ilmentämistä varten, soveltamisala laajeni entisestään. rokotteet terapeuttisiin lääkkeisiin. mRNA:n käyttö alkoi saada huomiota lääkeluokkana, jolla on potentiaalista käyttöä syövän immunoterapioissa, tartuntatautirokotuksissa, mRNA-pohjaisessa pluripotenttien kantasolujen induktiossa, mRNA-avusteisessa suunnittelunukleaasien toimittamisessa genomisuunnitteluun jne. ⁽⁴⁾.  

- esiintyminen mRNA-pohjaiset rokotteet ja terapeuttiset lääkkeet saivat lisää täydennystä esikliinisistä kokeista saaduilla tuloksilla. Näiden rokotteiden havaittiin saavan aikaan tehokkaan immuunivasteen tartuntatautikohteita vastaan ​​influenssaviruksen, Zika-viruksen, rabiesviruksen ja muiden eläinmalleissa. Lupaavia tuloksia on saatu myös mRNA:ta käyttämällä syövän kliinisissä tutkimuksissa ⁽⁵⁾. Ymmärtämällä teknologian kaupalliset mahdollisuudet teollisuudenalat tekivät valtavia T&K-investointeja mRNA-pohjaisiin rokotteisiin ja lääkkeisiin. Esimerkiksi vuoteen 2018 asti Moderna Inc. on saattanut jo sijoittaa yli miljardi dollaria, mutta silti vuosien päässä markkinoitavista tuotteista ⁽⁶⁾. Huolimatta yhteisistä ponnisteluista mRNA:n käyttämiseksi terapeuttisena menetelmänä tartuntatautirokotteissa, syövän immunoterapiassa, geneettisten sairauksien hoidossa ja proteiinikorvaushoidoissa, mRNA-teknologian soveltamista on rajoitettu sen epävakauden ja nukleaasien aiheuttaman hajoamisalttiuden vuoksi. mRNA:n kemiallinen modifiointi auttoi hieman, mutta solunsisäinen kuljetus oli edelleen este, vaikka lipidipohjaisia ​​nanopartikkeleita käytetään mRNA:n kuljettamiseen ⁽⁷⁾. 

Todellinen sysäys terapeuttisten lääkkeiden mRNA-teknologian kehitykseen tuli maailmanlaajuisen valitettavan tilanteen myötä. Covid-19 pandeeminen. Turvallisen ja tehokkaan rokotteen kehittämisestä SARS-CoV-2:ta vastaan ​​tuli kaikkien tärkein prioriteetti. Laajamittainen monikeskinen kliininen tutkimus suoritettiin COVID-19-mRNA-rokotteen BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) turvallisuuden ja tehokkuuden varmistamiseksi. Kokeilu alkoi 10. Noin yhdentoista kuukauden tiukan työn jälkeen kliinisen tutkimuksen tulokset osoittivat, että COVID-2020 on ehkäistävissä BNT19b162-rokotteella. Tämä osoitti, että mRNA-pohjainen rokote voi tarjota suojan infektioita vastaan. Pandemian asettama ennennäkemätön haaste auttoi osoittamaan, että mRNA-pohjainen rokote voidaan kehittää nopeasti, jos käytettävissä on riittävästi resursseja ⁽⁸⁾. Modernan mRNA-rokote sai myös FDA:n hätäkäyttöluvan viime kuussa.

Molemmat COVID-19 mRNA-rokotteet eli Pfizer/BioNTechin BNT162b2 ja Moderna n mRNA-1273:a käytetään nyt ihmisten rokottamiseen rokotteen antamista koskevien kansallisten protokollien mukaisesti ⁽⁹⁾.

Kahden menestys Covid-19 mRNA-rokotteet (Pfizer/BioNTechin BNT162b2 ja Modernan mRNA-1273) kliinisissä kokeissa ja niiden myöhempi käyttölupa on virstanpylväs tieteessä ja lääketieteessä. Tämä on osoittautunut toistaiseksi todistamattomaksi, suuren potentiaalin lääketieteelliseksi teknologiaksi, jota tiedeyhteisö ja lääketeollisuus ovat harjoittaneet lähes kolmen vuosikymmenen ajan ⁽¹⁰⁾.   

Tämän menestyksen jälkeinen uusi innostus kerää väistämättä energiaa pandemian jälkeen, ja mRNA-terapiat osoittautuvat edelleen häiritseväksi teknologiaksi, joka käynnistää uuden aikakauden lääketieteessä ja lääketoimitusten tieteessä.   

*** 

Viitteet  

1. Wolff, JA et ai., 1990. Suora geeninsiirto hiiren lihakseen in vivo. Science 247, 1465-1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918  

2. Kaslow DC. Mahdollinen häiritsevä teknologia rokotekehityksessä: geenipohjaiset rokotteet ja niiden soveltaminen tartuntataudeissa. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 - 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  

3. Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Developing mRNA-vaccine technologies. RNA Biology. 2012 1. marraskuuta; 9(11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  

4. Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, Ö. mRNA-pohjaiset lääkkeet – uuden lääkeluokan kehittäminen. Nature Review Drug Discovery 13, 759–780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278 

5. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et ai., 2018. mRNA-rokotteet — uusi aikakausi rokotuksissa. Nature Review Drug Discovery 17, 261–279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 

6. Cross R., 2018. Voiko mRNA häiritä lääketeollisuutta? Julkaistu 3. syyskuuta 2018. Chemical & Engineering News, osa 96, numero 35 Saatavilla verkossa osoitteessa https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Käytetty 27.  

7. Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. Opportunities and Challenges in Delivery of mRNA-Based Vaccines. Julkaistu: 28. tammikuuta 2020. Pharmaceutics 2020, 12(2), 102; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     

8. Polack F., Thomas S. et ai., 2020. BNT162b2 mRNA Covid-19 -rokotteen turvallisuus ja tehokkuus. New England Journal of Medicine. Julkaistu 10. joulukuuta 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  

9. Englannin kansanterveys, 2020. Ohjeet – Kansallinen protokolla COVID-19-mRNA-rokotteelle BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Julkaistu 18. Päivitetty viimeksi 2020. Saatavilla verkossa osoitteessa https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Käytetty 28.   

10. Servick K., 2020. mRNA:n seuraava haaste: Toimiiko se lääkkeenä? Tiede. Julkaistu 18. joulukuuta 2020: Vol. 370, numero 6523, s. 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Saatavana verkossa https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

***