Nukleiinihapporokotteet käyttävät mRNA:ta antamaan soluille ohjeita halutun proteiinin tuottamiseksi. Ilmainen Droit/iStock Getty Imagesin kautta
Kaksi menestyneintä Yhdysvalloissa kehitettyä koronavirusrokotetta – Pfizer- ja Moderna-rokotteet – ovat molemmat mRNA-rokotteita. Ajatus geneettisen materiaalin käyttämisestä immuunivasteen tuottamiseen on avannut tutkimusmaailman ja mahdollisia lääketieteellisiä käyttöjä perinteisten rokotteiden ulottumattomissa. Deborah Fuller on mikrobiologi Washingtonin yliopistossa, joka on tutkinut geneettisiä rokotteita yli 20 vuoden ajan. Puhuimme hänen kanssaan asiasta mRNA-rokotteiden tulevaisuus The Conversation Weekly -podcastille. Alla on otteita keskustelusta, joita on muokattu pituuden ja selkeyden vuoksi.
Kuinka kauan geenipohjaisia rokotteita on kehitetty?
Tämäntyyppinen rokote on ollut työn alla noin 30 vuotta. Nukleiinihapporokotteet perustuvat ajatukseen, että DNA tekee RNA:ta ja RNA sitten proteiineja. Jokaiselle proteiinille, kun tiedämme geneettisen sekvenssin tai koodin, voimme suunnitella mRNA- tai DNA-molekyylin, joka saa ihmisen solut alkamaan valmistaa sitä.
Kun ajattelimme ensimmäistä kertaa tätä ideaa geneettisen koodin sijoittamisesta jonkun soluihin, tutkimme sekä DNA:ta että RNA:ta. mRNA-rokotteet eivät aluksi toimineet kovin hyvin. Ne olivat epävakaita ja ne aiheuttivat melko voimakkaita immuunivasteita ei välttämättä toivottavaa. DNA-rokotteet valloittivat hyvin pitkän ajan etupenkillä, ja erittäin Ensimmäiset kliiniset tutkimukset tehtiin DNA-rokotteella.
Mutta noin seitsemän tai kahdeksan vuotta sitten mRNA-rokotteet alkoivat ottaa johtoasemaa. Tutkijat ratkaisivat monia ongelmia – erityisesti epävakaisuus – ja löydetty uusia teknologioita mRNA:n toimittamiseksi soluihin ja tapoja muokata koodaussekvenssiä tehdä rokotuksista paljon turvallisempia käyttää ihmisille.
Kun nämä ongelmat oli ratkaistu, tekniikka oli todella valmis tulemaan vallankumoukselliseksi työkaluksi lääketieteessä. Tämä oli juuri silloin, kun COVID-19 iski.
Mikä tekee nukleiinihapporokotteista erilaisia perinteisistä rokotteista?
Useimmat rokotteet aiheuttavat vasta-ainevasteita. Vasta-aineet ovat ensisijainen immuunimekanismi, joka estää infektioita. Kun aloimme tutkia nukleiinihapporokotteita, huomasimme, että koska nämä rokotteet ilmentyvät soluissamme, ne olivat myös erittäin tehokas T-soluvasteen indusoinnissa. Tämä löytö todella herätti lisäajattelua siitä, kuinka tutkijat voisivat käyttää nukleiinihapporokotteita paitsi tartuntatauteihin myös immunoterapiassa syöpien ja kroonisten tartuntatautien, kuten HIV:n, hepatiitti B:n ja herpesin, sekä autoimmuunisairauksien ja jopa geeniterapian hoidossa. .
Miten rokotteella voidaan hoitaa syöpiä tai kroonisia tartuntatauteja?
T-soluvasteet ovat erittäin tärkeitä kroonisten sairauksien ja poikkeavien syöpäsolujen infektoimien solujen tunnistamisessa. Niillä on myös suuri rooli näiden solujen poistamisessa kehosta.
Kun solusta tulee syöpä, se alkaa tuottaa neoantigeenejä. Normaalitapauksissa immuunijärjestelmä havaitsee nämä neoantigeenit, tunnistaa, että solussa on jotain vialla ja eliminoi sen. Syy, miksi jotkut ihmiset saavat kasvaimia, on se, että heidän immuunijärjestelmänsä ei pysty poistamaan kasvainsoluja, joten solut lisääntyvät.
mRNA- tai DNA-rokotteella tavoitteena on saada kehosi tunnistamaan paremmin neoantigeenit, joita syöpäsolu on tuottanut. Jos immuunijärjestelmäsi tunnistaa ja näkee ne paremmin, se tekee niin hyökkäävät syöpäsoluja vastaan ja poistavat ne kehosta.
Tätä samaa strategiaa voidaan soveltaa kroonisten infektioiden poistaminen kuten HIV, hepatiitti B ja herpes. Nämä virukset tarttuvat ihmiskehoon ja pysyvät siinä ikuisesti, ellei immuunijärjestelmä poista niitä. Samalla tavalla kuin nukleiinihapporokotteet voivat kouluttaa immuunijärjestelmää poistamaan syöpäsoluja, niitä voidaan käyttää immuunisolujemme kouluttamiseen tunnistamaan ja eliminoimaan kroonisesti infektoituneita soluja.
Mikä on näiden rokotteiden tila?
Jotkut ensimmäisistä nukleiinihapporokotteiden kliinisistä kokeista tapahtuivat 1990-luvulla ja olivat syöpää varten, erityisesti melanooma.
Nykyään on olemassa a meneillään olevien kliinisten mRNA-tutkimusten määrä melanooman, eturauhassyövän, munasarjasyövän, rintasyövän, leukemian, glioblastooman ja muiden hoitoon, ja joitakin lupaavia tuloksia on saatu. Moderna ilmoitti äskettäin lupaavista tuloksista vaiheen 1 tutkimuksessaan, jossa käytettiin mRNA:ta hoitaa kiinteitä kasvaimia ja lymfoomaa
Meneillään on myös paljon syöpä-DNA-rokotteita koskevia kokeita, koska DNA-rokotteet ovat erityisen tehokas indusoimaan T-soluvasteita. Inovio-niminen yritys osoitti äskettäin merkittävän vaikutuksen ihmisen papilloomaviruksen aiheuttamaan kohdunkaulan syöpään naisilla DNA-rokotteen avulla.
Voivatko nukleiinihapporokotteet hoitaa autoimmuunisairauksia?
Autoimmuunisairaudet ilmenevät, kun ihmisen immuunisolut todella hyökkäävät osaa henkilön omaa kehoa vastaan. Esimerkki tästä on multippeliskleroosi. Jos sinulla on multippeliskleroosi, sinun omat immuunisolut hyökkäävät myeliiniä vastaan, proteiini, joka peittää lihaksissasi olevat hermosolut.
Tapa poistaa autoimmuunisairaus on moduloida immuunisolujasi estämään niitä hyökkäämästä omia proteiinejasi vastaan. Toisin kuin rokotteet, joiden tavoitteena on stimuloida immuunijärjestelmää tunnistamaan jotain paremmin, autoimmuunisairauksien hoidolla pyritään vaimentamaan immuunijärjestelmää niin, että se lakkaa hyökkäämästä sellaiseen, jota sen ei pitäisi hyökätä. Äskettäin tutkijat loivat myeliiniproteiinia koodaavan mRNA-rokotteen hieman muokatuilla geneettisillä ohjeilla estääkseen sitä stimuloimasta immuunivasteita. Sen sijaan, että rokote aktivoiisi normaaleja immuunivasteita lisääviä T-soluja, se sai kehon siihen tuottavat T-säätelysoluja joka tukahdutti spesifisesti vain ne T-solut, jotka hyökkäsivät myeliiniin.
ttsz/iStock Getty Imagesin kautta
Onko uudella rokotetekniikalla muita sovelluksia?
Viimeinen hakemus on itse asiassa yksi ensimmäisistä asioista, joita tutkijat ajattelivat käyttää DNA- ja mRNA-rokotteita: geeniterapiaan. Jotkut ihmiset syntyvät ilman tiettyjä geenejä. Geeniterapian tavoitteena on toimittaa soluille puuttuvat ohjeet, joita ne tarvitsevat tärkeän proteiinin tuottamiseksi.
Hyvä esimerkki tästä on kystinen fibroosi, geneettinen sairaus, joka johtuu yhden geenin mutaatioista. DNA- tai mRNA-rokotteen avulla tutkijat tutkivat mahdollisuutta korvata puuttuva geeni olennaisesti ja antaa jonkun kehon tuottaa tilapäisesti puuttuvaa proteiinia. Kun proteiini on läsnä, oireet voivat hävitä, ainakin väliaikaisesti. mRNA ei säilyisi kovin pitkään ihmiskehossa, eikä se integroituisi ihmisten genomeihin tai muuttaisi genomia millään tavalla. Joten lisäannoksia tarvittaisiin, kun vaikutus loppui.
Tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä konsepti on toteutettavissa, mutta se vaatii vielä työtä.
Author
Deborah Fuller, mikrobiologian professori, lääketieteen korkeakoulu, Washingtonin yliopisto
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat:
Keho pitää pisteet: Aivomieli ja keho trauman paranemisessa
esittäjä (t): Bessel van der Kolk
Tämä kirja tutkii trauman ja fyysisen ja henkisen terveyden välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita paranemiseen ja palautumiseen.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Breath: kadonneen taiteen uusi tiede
Kirjailija: James Nestor
Tämä kirja tutkii hengityksen tieteitä ja käytäntöjä ja tarjoaa oivalluksia ja tekniikoita fyysisen ja henkisen terveyden parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Kasviparadoksi: "terveellisten" elintarvikkeiden piilotetut vaarat, jotka aiheuttavat sairauksia ja painonnousua
Kirjailija: Steven R. Gundry
Tämä kirja tutkii ruokavalion, terveyden ja sairauksien välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Immunity Code: Uusi paradigma todelliselle terveydelle ja radikaalille ikääntymisen estämiselle
Kirjailija: Joel Greene
Tämä kirja tarjoaa uuden näkökulman terveyteen ja immuniteettiin, hyödyntäen epigenetiikan periaatteita ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita terveyden ja ikääntymisen optimoimiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Täydellinen opas paastoon: paranna kehosi jaksoittaisella, vuorotellen ja pitkällä paastolla
Tohtori Jason Fung ja Jimmy Moore
Tämä kirja tutkii paastoamisen tiedettä ja käytäntöä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.