Τα εμβόλια νουκλεϊκού οξέος χρησιμοποιούν mRNA για να δώσουν στα κύτταρα οδηγίες για το πώς να παράγουν μια επιθυμητή πρωτεΐνη. Libre de Droit/iStock μέσω Getty Images
Τα δύο πιο επιτυχημένα εμβόλια για τον κορωνοϊό που αναπτύχθηκαν στις ΗΠΑ – τα εμβόλια Pfizer και Moderna – είναι και τα δύο εμβόλια mRNA. Η ιδέα της χρήσης γενετικού υλικού για την παραγωγή μιας ανοσολογικής απόκρισης έχει ανοίξει έναν κόσμο έρευνας και πιθανών ιατρικών χρήσεων μακριά από τα παραδοσιακά εμβόλια. Η Deborah Fuller είναι μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον που μελετά γενετικά εμβόλια για περισσότερα από 20 χρόνια. Της μιλήσαμε για το μέλλον των εμβολίων mRNA για το podcast The Conversation Weekly. Παρακάτω παρατίθενται αποσπάσματα από αυτή τη συνομιλία που έχουν επεξεργαστεί για μεγαλύτερη έκταση και σαφήνεια.
Πόσο καιρό βρίσκονται σε ανάπτυξη εμβόλια που βασίζονται σε γονίδια;
Αυτός ο τύπος εμβολίου ήταν στα σκαριά για περίπου 30 χρόνια. Τα εμβόλια νουκλεϊκού οξέος βασίζονται στην ιδέα ότι το DNA παράγει το RNA και μετά το RNA τις πρωτεΐνες. Για κάθε δεδομένη πρωτεΐνη, μόλις μάθουμε τη γενετική αλληλουχία ή τον κώδικα, μπορούμε να σχεδιάσουμε ένα μόριο mRNA ή DNA που ωθεί τα κύτταρα ενός ατόμου να αρχίσουν να το κάνουν.
Όταν σκεφτήκαμε για πρώτη φορά αυτήν την ιδέα να βάλουμε έναν γενετικό κώδικα στα κύτταρα κάποιου, μελετούσαμε τόσο το DNA όσο και το RNA. Τα εμβόλια mRNA δεν λειτούργησαν πολύ καλά στην αρχή. Αυτοί ήταν ασταθείς και προκάλεσαν αρκετά ισχυρές ανοσολογικές αντιδράσεις που ήταν όχι απαραίτητα επιθυμητό. Για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα τα εμβόλια DNA πήραν το μπροστινό κάθισμα, και το πολύ Οι πρώτες κλινικές δοκιμές έγιναν με εμβόλιο DNA.
Αλλά πριν από περίπου επτά ή οκτώ χρόνια, τα εμβόλια mRNA άρχισαν να πρωτοστατούν. Οι ερευνητές έλυσαν πολλά από τα προβλήματα – κυρίως το αστάθεια – και ανακαλύφθηκε νέες τεχνολογίες για την παροχή mRNA σε κελιά και τρόπους τροποποίησης της κωδικοποιητικής ακολουθίας σε κάνουν τα εμβόλια πολύ πιο ασφαλή για χρήση στον άνθρωπο.
Μόλις επιλυθούν αυτά τα προβλήματα, η τεχνολογία ήταν πραγματικά έτοιμη να γίνει ένα επαναστατικό εργαλείο για την ιατρική. Αυτό ήταν ακριβώς όταν χτύπησε ο COVID-19.
Τι κάνει τα εμβόλια νουκλεϊκού οξέος διαφορετικά από τα παραδοσιακά εμβόλια;
Τα περισσότερα εμβόλια προκαλούν αποκρίσεις αντισωμάτων. Τα αντισώματα είναι ο πρωταρχικός ανοσοποιητικός μηχανισμός που μπλοκάρει τις λοιμώξεις. Καθώς αρχίσαμε να μελετάμε τα εμβόλια νουκλεϊκού οξέος, ανακαλύψαμε ότι επειδή αυτά τα εμβόλια εκφράζονται μέσα στα κύτταρά μας, ήταν επίσης πολύ αποτελεσματικό στην πρόκληση απόκρισης Τ κυττάρων. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε πραγματικά σε επιπλέον σκέψεις σχετικά με το πώς οι ερευνητές θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν εμβόλια νουκλεϊκού οξέος όχι μόνο για μολυσματικές ασθένειες, αλλά και για ανοσοθεραπεία για τη θεραπεία καρκίνων και χρόνιων μολυσματικών ασθενειών –όπως ο HIV, η ηπατίτιδα Β και ο έρπης– καθώς και οι αυτοάνοσες διαταραχές, ακόμη και για γονιδιακή θεραπεία .
Πώς μπορεί ένα εμβόλιο να θεραπεύσει καρκίνους ή χρόνιες μολυσματικές ασθένειες;
Οι αποκρίσεις των Τ κυττάρων είναι πολύ σημαντικές για τον εντοπισμό κυττάρων που έχουν μολυνθεί με χρόνιες ασθένειες και ανώμαλα καρκινικά κύτταρα. Παίζουν επίσης μεγάλο ρόλο στην αποβολή αυτών των κυττάρων από το σώμα.
Όταν ένα κύτταρο γίνεται καρκινικό, αυτό αρχίζει να παράγει νεοαντιγόνα. Σε φυσιολογικές περιπτώσεις, το ανοσοποιητικό σύστημα ανιχνεύει αυτά τα νεοαντιγόνα, αναγνωρίζει ότι κάτι δεν πάει καλά με το κύτταρο και το εξαλείφει. Ο λόγος που μερικοί άνθρωποι εμφανίζουν όγκους είναι ότι το ανοσοποιητικό τους σύστημα δεν είναι αρκετά ικανό να εξαλείψει τα καρκινικά κύτταρα, επομένως τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται.
Με ένα εμβόλιο mRNA ή DNA, ο στόχος είναι να κάνετε το σώμα σας να αναγνωρίζει καλύτερα τα πολύ συγκεκριμένα νεοαντιγόνα που παράγει το καρκινικό κύτταρο. Εάν το ανοσοποιητικό σας σύστημα μπορεί να τα αναγνωρίσει και να τα δει καλύτερα, θα το κάνει επιτίθεται στα καρκινικά κύτταρα και τα αποβάλλει από το σώμα.
Αυτή η ίδια στρατηγική μπορεί να εφαρμοστεί στο εξάλειψη χρόνιων λοιμώξεων όπως ο HIV, η ηπατίτιδα Β και ο έρπης. Αυτοί οι ιοί μολύνουν το ανθρώπινο σώμα και μένουν στο σώμα για πάντα εκτός εάν το ανοσοποιητικό σύστημα τους εξαλείψει. Παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο τα εμβόλια νουκλεϊκού οξέος μπορούν να εκπαιδεύσουν το ανοσοποιητικό σύστημα για την εξάλειψη των καρκινικών κυττάρων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκπαιδεύσουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού μας να αναγνωρίζουν και να εξαλείφουν τα χρόνια μολυσμένα κύτταρα.
Ποια είναι η κατάσταση αυτών των εμβολίων;
Μερικές από τις πρώτες κλινικές δοκιμές εμβολίων νουκλεϊκού οξέος έγιναν τη δεκαετία του 1990 και ήταν για καρκίνο, ειδικά για μελάνωμα.
Σήμερα, υπάρχουν ένα αριθμός των εν εξελίξει κλινικών δοκιμών mRNA για τη θεραπεία του μελανώματος, του καρκίνου του προστάτη, του καρκίνου των ωοθηκών, του καρκίνου του μαστού, της λευχαιμίας, του γλοιοβλαστώματος και άλλων, και υπήρξαν πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα. Η Moderna ανακοίνωσε πρόσφατα πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα με τη δοκιμή της φάσης 1 χρησιμοποιώντας mRNA για θεραπεία συμπαγών όγκων και λεμφώματος
Υπάρχουν επίσης πολλές εν εξελίξει δοκιμές που εξετάζουν τα εμβόλια DNA κατά του καρκίνου, επειδή τα εμβόλια DNA είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό στην επαγωγή αποκρίσεων Τ κυττάρων. Μια εταιρεία που ονομάζεται Inovio πρόσφατα έδειξε σημαντική επίδραση στον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας που προκαλείται από τον ιό των ανθρώπινων θηλωμάτων στις γυναίκες χρησιμοποιώντας εμβόλιο DNA.
Μπορούν τα εμβόλια νουκλεϊκού οξέος να αντιμετωπίσουν τις αυτοάνοσες διαταραχές;
Οι αυτοάνοσες διαταραχές συμβαίνουν όταν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού ενός ατόμου επιτίθενται στην πραγματικότητα σε ένα μέρος του ίδιου του σώματος του ατόμου. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η σκλήρυνση κατά πλάκας. Εάν έχετε σκλήρυνση κατά πλάκας, σας Τα δικά τους ανοσοκύτταρα επιτίθενται στη μυελίνη, μια πρωτεΐνη που καλύπτει τα νευρικά κύτταρα στους μύες σας.
Ο τρόπος για να εξαλείψετε μια αυτοάνοση διαταραχή είναι να ρυθμίσετε τα κύτταρα του ανοσοποιητικού σας για να τα αποτρέψετε από το να επιτεθούν στις πρωτεΐνες σας. Σε αντίθεση με τα εμβόλια, στόχος των οποίων είναι να τονώσουν το ανοσοποιητικό σύστημα για να αναγνωρίσει καλύτερα κάτι, η θεραπεία για αυτοάνοσες ασθένειες επιδιώκει να μετριάσει το ανοσοποιητικό σύστημα έτσι ώστε να σταματήσει να επιτίθεται σε κάτι που δεν θα έπρεπε. Πρόσφατα, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα εμβόλιο mRNA που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη μυελίνης με ελαφρώς τροποποιημένες γενετικές οδηγίες για να την αποτρέψουν από το να διεγείρει τις ανοσολογικές αποκρίσεις. Αντί να ενεργοποιεί τα φυσιολογικά Τ κύτταρα που αυξάνουν τις ανοσολογικές αποκρίσεις, το εμβόλιο προκάλεσε τον οργανισμό να το κάνει παράγουν ρυθμιστικά κύτταρα Τ που συγκεκριμένα κατέστειλε μόνο τα Τ κύτταρα που επιτίθεντο στη μυελίνη.
Πολλές ασθένειες προκύπτουν όταν οι άνθρωποι έχουν μεταλλάξεις ή λείπουν ορισμένα γονίδια και τα εμβόλια νουκλεϊκού οξέος θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως προσωρινά υποκατάστατα των γονιδίων που λείπουν. ttsz/iStock μέσω Getty Images
Υπάρχουν άλλες εφαρμογές της νέας τεχνολογίας εμβολίων;
Η τελευταία εφαρμογή είναι στην πραγματικότητα ένα από τα πρώτα πράγματα που σκέφτηκαν οι ερευνητές να χρησιμοποιήσουν εμβόλια DNA και mRNA για: γονιδιακή θεραπεία. Μερικοί άνθρωποι γεννιούνται χωρίς συγκεκριμένα γονίδια. Ο στόχος με τη γονιδιακή θεραπεία είναι να εφοδιαστούν τα κύτταρα με τις οδηγίες που λείπουν που χρειάζονται για να παράγουν μια σημαντική πρωτεΐνη.
Ένα εξαιρετικό παράδειγμα αυτού είναι η κυστική ίνωση, μια γενετική ασθένεια που προκαλείται από μεταλλάξεις σε ένα μόνο γονίδιο. Χρησιμοποιώντας ένα εμβόλιο DNA ή mRNA, οι ερευνητές διερευνούν τη σκοπιμότητα ουσιαστικής αντικατάστασης του γονιδίου που λείπει και επιτρέποντας στο σώμα κάποιου να παράγουν παροδικά την πρωτεΐνη που λείπει. Μόλις παρουσιαστεί η πρωτεΐνη, τα συμπτώματα θα μπορούσαν να εξαφανιστούν, τουλάχιστον προσωρινά. Το mRNA δεν θα παρέμενε για πολύ στο ανθρώπινο σώμα, ούτε θα ενσωματωνόταν στο γονιδίωμα των ανθρώπων ή θα άλλαζε το γονιδίωμα με οποιονδήποτε τρόπο. Έτσι θα χρειάζονταν πρόσθετες δόσεις καθώς το αποτέλεσμα εξαφανιζόταν.
Η έρευνα έχει δείξει ότι αυτή η ιδέα είναι εφικτή, αλλά χρειάζεται ακόμα λίγη δουλειά.
Σχετικά με το Συγγραφέας
Ντέμπορα Φούλερ, Καθηγητής Μικροβιολογίας, Ιατρική Σχολή, University of Washington
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Σχετικές Βιβλία:
The Body Keeps the Score: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
από τον Bessel van der Kolk
Αυτό το βιβλίο διερευνά τις συνδέσεις μεταξύ του τραύματος και της σωματικής και ψυχικής υγείας, προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη θεραπεία και την ανάρρωση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Breath: The New Science of a Lost Art
από τον James Nestor
Αυτό το βιβλίο διερευνά την επιστήμη και την πρακτική της αναπνοής, προσφέροντας ιδέες και τεχνικές για τη βελτίωση της σωματικής και ψυχικής υγείας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Το παράδοξο των φυτών: Οι κρυμμένοι κίνδυνοι σε «υγιεινές» τροφές που προκαλούν ασθένειες και αύξηση βάρους
από τον Steven R. Gundry
Αυτό το βιβλίο διερευνά τους δεσμούς μεταξύ διατροφής, υγείας και ασθένειας, προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτίωση της συνολικής υγείας και ευεξίας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
The Immunity Code: The New Paradigm for Real Health and Radical Anti-aging
από τον Joel Greene
Αυτό το βιβλίο προσφέρει μια νέα προοπτική για την υγεία και την ανοσία, βασιζόμενη στις αρχές της επιγενετικής και προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτιστοποίηση της υγείας και της γήρανσης.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Ο πλήρης οδηγός νηστείας: Θεραπεύστε το σώμα σας μέσω διαλείπουσας, εναλλασσόμενης ημέρας και παρατεταμένης νηστείας
από τον Δρ Jason Fung και τον Jimmy Moore
Αυτό το βιβλίο διερευνά την επιστήμη και την πρακτική της νηστείας προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτίωση της συνολικής υγείας και ευεξίας.
