Τα πρώτα εμβόλια για την COVID-19 που πέρασαν το στάδιο των κλινικών δοκιμών φάσης 3 χρησιμοποιούν τη νέα τεχνολογία του mRNA. Αυτή είναι η πρώτη φορά εξετάζονται προς έγκριση εμβόλια που χρησιμοποιούν την παραπάνω τεχνολογία. Πώς διαφέρουν όμως από τα τυπικά εμβόλια και ποια πλεονεκτήματα έχει η προσέγγιση αυτή;

Πως Λειτουργούν τα Τυπικά Εμβόλια

Ο κύριος στόχος ενός εμβολίου για ένα συγκεκριμένο παθογόνο, όπως ο ιός SARS-CoV-2, είναι να μάθει στο ανοσοποιητικό σύστημα πως να αναγνωρίζει τον ιό. Μετά την «εκπαίδευση» του ανοσοποιητικού συστήματος, το τελευταίο μπορεί να καταστρέψει τον ιό, ακόμα κι αν ο τελευταίος καταφέρει να εισέλθει στον οργανισμό.

Οι ιοί περιέχουν μία σειρά γονιδίων DNA ή RNA τα οποία βρίσκονται μέσα σε ένα πρωτεϊνικό περίβλημα. Προκειμένου να δημιουργήσουν το πρωτεϊνικό τους περίβλημα, τα DNA ή RNA γονίδια ενός ιού μεταγράφονται σε αγγελιαφόρο RNA ή mRNA, το οποίο με τη σειρά του μεταφράζεται προκειμένου να παραχθούν οι πρωτεΐνες. Μία συγκεκριμένη αλληλουχία mRNA οδηγεί στην παραγωγή μίας συγκεκριμένης πρωτεΐνης.

Ορισμένα εμβόλια περιέχουν εξασθενημένους ιούς, ενώ άλλα περιέχουν κομμάτια του πρωτεϊνικού περιβλήματος. Τα εμβόλια της COVID-19 ανήκουν στη δεύτερη κατηγορία, καθώς στοχεύουν την πρωτεΐνη ακίδα που βρίσκεται στην εξωτερική επιφάνεια του ιού.

Σήμερα γνωρίζουμε ότι τα τυπικά εμβόλια είναι αποτελεσματικά. Χάρη στα εμβόλια για την πολιομυελίτιδα και την ιλαρά, οι δυο παραπάνω λοιμώξεις έχουν σχεδόν εξαλειφθεί. Ωστόσο, η καλλιέργεια μεγάλης ποσότητας του ιού και ακολούθως η εξασθένιση των ιών ή η αποκοπή ενός τμήματος-στόχου είναι μία χρονοβόρος διαδικασία.

Η Στροφή προς τα mRNA Εμβόλια

Πριν από περίπου 30 χρόνια, μία ομάδα επιστημόνων άρχισε να εξετάζει μία πιο απλή προσέγγιση για την ανάπτυξη εμβολίων. Όπως υποστήριξε η ομάδα αυτή, αν γνωρίζουμε ακριβώς την αλληλουχία του mRNA που παράγει μία συγκεκριμένη πρωτεΐνη του ιού (όπως για παράδειγμα η πρωτεΐνη ακίδα του SARS-CoV-2), θα μπορούμε να παρασκευάσουμε εξίσου αποτελεσματικά εμβόλια πιο γρήγορα.

Ο πολλαπλασιασμός μίας αλληλουχίας mRNA σε μεγάλες ποσότητες στο εργαστήριο είναι κάτι σχετικά εύκολο. Η θεωρία των επιστημόνων ήταν αν χορηγήσουμε mRNA σε ένα άτομο, αντί για εξασθενημένα σωματίδια του ιού, το mRNA μπορεί να φτάσει στα ανοσιακά κύτταρα μέσω της κυκλοφορίας του αίματος, εκπαιδεύοντας έτσι το ανοσοποιητικό σύστημα.

Ξεπερνώντας τα Εμπόδια στην Ανάπτυξη mRNA Εμβολίων

Αν και η θεωρία αυτή ακούγεται σχετικά απλή, χρειάστηκαν δεκαετίες ερευνών προκειμένου να ξεπεραστούν μία σειρά εμπόδια στην ανάπτυξη των εμβολίων mRNA. Αρχικά, οι επιστήμονες έπρεπε να μάθουν πως μπορούν να τροποποιήσουν το mRNA έτσι ώστε να μην προκαλεί επιβλαβή ανοσιακή απόκριση. Δεύτερον, έπρεπε να εξετάσουν πως μπορεί να επαχθεί η πρόσληψη του mRNA από τα ανοσιακά κύτταρα. Τρίτον, έπρεπε να διαπιστωθεί πως μπορούν τα παραπάνω κύτταρα να παράξουν μεγάλες ποσότητες της εν λόγω πρωτεΐνης. Τέλος, έπρεπε να βρεθεί κάποια μέθοδος για να προστατευτεί το mRNA και να μην καταστρέφεται αμέσως μόλις εισέλθει στο αίμα.

Αφού ξεπέρασαν όλα τα παραπάνω εμπόδια, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα εμβόλια mRNA έχουν την ικανότητα να προκαλέσουν πιο αποτελεσματική απόκριση από τα παραδοσιακά εμβόλια, καθώς προκαλούν παραγωγή τόσο αντισωμάτων όσο και Τ λεμφοκυττάρων.

Τα Εμβόλια της COVID-19

Μετά από 30 χρόνια έρευνας των mRNA εμβολίων δύο εταιρίες (η Pfizer/BioNTech και η Moderna) κατάφεραν να κατασκευάσουν 2 αποτελεσματικά εμβόλια με την παραπάνω τεχνολογία. Οι εταιρίες αυτές είχαν προετοιμάσει πλατφόρμες οι οποίες (θεωρητικά) μπορούν να οδηγήσουν σε αποτελεσματικά εμβόλια για κάθε λοίμωξη, εφόσον εισαχθεί στο εμβόλιο η κατάλληλη αλληλουχία mRNA.

Μέσα σε λίγες εβδομάδες από την εμφάνιση του SARS-CoV-2, επιστήμονες από την Κίνα κατάφεραν να αναλύσουν το σύνολο του γονιδώματος του ιού, ξεχωρίζοντας επίσης τα γονίδια που ευθύνονται για την παραγωγή της κάθε πρωτεΐνης.

Μετά τη δημοσίευση των παραπάνω δεδομένων, επιστήμονες από την άλλη άκρη του κόσμου ξεκίνησαν να εργάζονται στην παραγωγή ενός mRNA εμβολίου. Μέσα σε λίγες εβδομάδες είχαν ετοιμάσει ένα εμβόλιο το οποίο εξετάστηκε αρχικά σε πειραματόζωα και στη συνέχεια σε ανθρώπους εθελοντές. Σε 11 μόλις μήνες από την εμφάνιση του SARS-CoV-2, οι ελεγκτικοί φορείς της Μεγάλης Βρετανίας και των ΗΠΑ ενέκριναν ένα mRNA εμβόλιο για την COVID-19, επιβεβαιώνοντας ότι το τελευταίο είναι αποτελεσματικό και ασφαλές. Μέχρι σήμερα, κανένα εμβόλιο δεν είχε κυκλοφορήσει σε λιγότερο από 5 χρόνια.

Τα Εμβόλια mRNA σε Άλλες Λοιμώξεις

Ήδη, η τεχνολογία των εμβολίων του mRNA εξετάζεται και σε άλλες λοιμώξεις, όπως για παράδειγμα η γρίπη, ο Ebola και ο Zika. Τα εμβόλια mRNA μπορούν να στοχεύσουν επίσης πρωτεΐνες που παράγονται από νεοπλασματικά κύτταρα και ήδη έχουν αναφερθεί θετικά δεδομένα για εμβόλια κατά του μελανώματος. Θεωρητικά, τα εμβόλια mRNA μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης σε παθήσεις όπως η κυστική ίνωση, νόσος που χαρακτηρίζεται από την έλλειψη μίας συγκεκριμένης πρωτεΐνης.

Όπως ισχύει και με κάθε άλλη μεγάλη ανακάλυψη, η επιστήμη που βρίσκεται πίσω από τα εμβόλια του mRNA βασίζεται σε αρκετές προηγούμενες μεγάλες ανακαλύψεις, όπως:

  • Η ανάλυση του DNA και του RNA και του τρόπου που μεταφράζονται για να παραχθούν πρωτεΐνες.
  • Η τεχνολογία που μας επιτρέπει να αναλύσουμε το γονιδίωμα ενός ιού.
  • Η τεχνολογία για την παρασκευή μίας αλληλουχίας mRNA που παράγει μία συγκεκριμένη πρωτεΐνη.
  • Οι μηχανισμοί που μας επιτρέπουν να προστατεύσουμε το mRNA μετά την είσοδό του στην κυκλοφορία του αίματος έτσι ώστε να μην καταστραφεί άμεσα.

Βιβλιογραφία: Harvard Health