COVID-19 on avannut useille eri instituutioille monia mahdollisuuksia kehittää uusia rokotekomponentteja ja testata erilaisia teknologisia lähestymistapoja. Kun tuli aika Pfizerin/BioNTechin ja Modernan rokotekokeiden viimeiselle vaiheelle, se osoitti hämmästyttävää 95% tehoa, mikä antoi ihmisille vahvemman otteen toivonlangasta pandemian puhkeamisen jälkeen. Pian tämän jälkeen taistelu SARS-CoV-2-virusta vastaan on todellakin avannut mRNA-teknologian tehon.
mRNA-teknologia saattaa olla uutta suurelle yleisölle, mutta se on innovaatio, johon tutkijat ovat panostaneet jo melko pitkään. Sen lisäksi, että se osoitti potentiaalia olla huomattavan turvallinen ja tehokas SARS-CoV-2-virusta vastaan, se näyttää lupaavalta myös muita tartuntatauteja vastaan.
Kuva 1. Miten mRNA-rokotteet toimivat.
Lähde: National Institutes of Health -esitys senaatin kuulemisessa (09. syyskuuta 2020).
COVID-19:n yhteydessä mRNA-rokotteet ohjaavat soluja tuottamaan proteiineja, jotka saavat aikaan immuunivasteen ja luovat vasta-aineita, jotka suojaavat tulevalta tartunnalta.
mRNA-rokotteiden tarina ulottuu aina 1990-luvun alkuun, jolloin Pennsylvanian yliopiston tutkija Katalin Karikó alkoi testata mRNA-teknologiaa geeniterapian muotona (napsauta tästä nähdäksesi, miten geeniterapia toimii).
Kuva 2. RNA-terapian keskeisten löydösten aikajana.
On tehty monia keskeisiä löydöksiä, jotka johtivat RNA-terapian alan perustamiseen (kuva 2). Siitä lähtien lukuisat tutkimukset ja kokeet, jotka ovat kukoistaneet vuosien varrella, ovat johtaneet mRNA-teknologian nykyiseen huikeaan potentiaaliin.
Toisin kuin perinteiset rokotteet, joiden tuottaminen heikennettyjä virusmuotoja kasvattamalla voi kestää kuukausia, RNA-rokotteita voidaan tuottaa nopeammin käyttämällä taudinaiheuttajan geneettistä sekvenssiä ja muita komponentteja. Alla on esitelty joitakin mRNA-teknologian monipuolisista sovelluksista.
Kolorektaalisyövän hoito
Tutkimus siitä, voisiko mRNA-teknologia estää kolorektaalisyövän uusiutumisen, on vielä kesken. Tiedetään, että leikkaus on vakiomuotoinen hoito monille kolorektaalisyöpäpotilaille, mutta syöpäsoluja voi jäädä elimistöön kasvaimen poiston jälkeen. Nämä jäljelle jääneet syöpäsolut erittävät verenkiertoon DNA:ta, jota kutsutaan kiertäväksi kasvain-DNA:ksi (ctDNA). Kasvaimen kudosta lähetetään erikoislaboratorioon, jossa sitä testataan syövän kasvua ruokkivien geneettisten mutaatioiden löytämiseksi. Kun mutaatiot on tunnistettu, ne asetetaan tärkeysjärjestykseen yleisimmästä harvinaisimpaan, ja tämän luokituksen perusteella luodaan mRNA-rokote. mRNA ohjaa potilaan soluja tuottamaan proteiinifragmentteja testauksessa tunnistettujen kasvaimen geneettisten mutaatioiden perusteella. Tämän jälkeen immuunijärjestelmä etsii muita soluja, joissa on mutatoituneita proteiineja, ja puhdistaa jäljellä olevat kiertävät syöpäsolut.
Kuva 3. mRNA-rokotteen suunnittelu.
Parannuskeino autoimmuunisairauksiin
Saksalaiset tutkijat käyttivät mRNA-teknologiaa vähentämään taudin aktiivisuutta hiirillä, joilla oli kokeellinen autoimmuunienkefalomyeliitti (EAE), multippeliskleroosin kaltainen sairaus. Potilaille määrätään usein immunosuppressiivisia lääkkeitä oireiden hallitsemiseksi, mutta nämä lääkkeet voivat aiheuttaa sivuvaikutuksia. Siksi tutkimusryhmä loi mRNA-rokotteen, joka lisäsi immuunisolujen sietokykyä ja vähensi vaurioita vaarantamatta immuunijärjestelmän normaalia toimintaa.
Kuva 4. Sietokyvyn indusointi tulehdusta ehkäisevällä mRNA-rokotteella.
Geeniterapia
Geeniterapia on merkittävä hoitostrategia sairaiden solujen parantamiseksi. Tavanomainen geeniterapia voi kuitenkin aiheuttaa joitakin riskejä. Tokion yliopiston Graduate School of Medicine Center for Disease Biology and Integrative Medicine -yksikön apulaisprofessorien suorittamassa tutkimuksessa käytettiin polymeerimisellilääkeannostelujärjestelmää (DDS) uudenlaisen mRNA:n annostelujärjestelmän luomiseksi. Käyttämällä mRNA:ta geeniterapiassa tutkimusryhmä indusoi onnistuneesti hajuaistinhermosäikeiden kudosregeneraation ja hajuaistin palautumisen eläimillä, joilla oli hajuaistihäiriöitä. Nämä tulokset raivasivat tietä mRNA:n käytölle osana mRNA-pohjaista geeniterapiaa monissa neurologisten häiriöiden sovelluksissa.
Kuva 5. Geeniterapia mRNA-kuormatulla nanokoneella.
Punkkien aiheuttaman Lymen taudin hoito
Hengenvaaralliseen Powassan-virukseen ei ole tunnettua ehkäisyä tai hoitoa. Tämä on punkkien levittämä virus, joka voi aiheuttaa enkefaliittia ihmisillä ja jota esiintyy harvinaisena Pohjois-Amerikassa ja Venäjällä. Uusi Powassan-virusrokote koostuu viruksen mRNA:sta, joka on kapseloitu lipidinanohiukkasiin— tämä tuottaa subviraalisia hiukkasia, jotka rakentavat immuunivasteen ja saavat aikaan suojan. mRNA-pohjainen rokote osoitti hyviä tuloksia Powassan-virusta vastaan; se oli erittäin immunogeeninen ja antoi suojan useita heimon jäseniä vastaan.
Kuva 6. mRNA-rokote suojaa hiiriä useilta punkkien levittämiltä flavivirusinfektioilta.
AC2-4S9-NS
LA2-4A2-E
Escon mikrobiologisia suojakaappeja (BSC) käytetään aktiivisesti COVID-19-mRNA-rokotteiden valmistuksessa Yhdysvalloissa. Odotamme innolla mahdollisuutta olla kumppanisi tarjoamalla edistyneitä suojakaappeja ja laboratoriolaitteita mRNA-tutkimukseesi. Esco tarjoaa nopean 1 viikon toimitusajan vakiolaitteille ja kohtuullisen toimitusajan räätälöidyille laboratoriolaitteille erityistarpeidesi mukaan.
Viitteet:
[1] Uusi lähetti-RNA:ta (mRNA) hyödyntävä geeniterapiajärjestelmä. (2015, 3. maaliskuuta). The University of Tokyo.
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/articles/a_00351.html
[2] Carter, D. (2021). Voidaanko mRNA-rokotteita käyttää syövän hoidossa? Anderson Cancer Center.
https://www.mdanderson.org/cancerwise/can-mrna-vaccines-like-those-used-for-covid-19-be-used-in-cancer-care.h00-159457689.html
[3] Copur, M. S. (2021). Lähetti-RNA-rokotteet: Uuden aikakauden alku syövän immunterapiassa.
https://www.cancernetwork.com/view/messenger-rna-vaccines-beckoning-of-a-new-era-in-cancer-immunotherapy
[4] Voisiko mRNA-rokote suojata uusilta punkkien levittämiltä viruksilta? (2019). Infectious Diseases Hub.
https://www.id-hub.com/2018/12/18/mrna-vaccine-protective-emerging-tick-borne-viruses/
[5] Fox, M. (2021). Nyt toimivaksi todistettu koronavirusta vastaan, mRNA voi tehdä paljon enemmän.
https://edition.cnn.com/2021/06/01/health/mrna-vaccines-covid-future/index.html
[6] Global Autoimmune Institute. (2021, 28. tammikuuta). Mahdollinen mRNA-hoito autoimmuunisairauteen.
https://www.autoimmuneinstitute.org/articles/mrna-treatment-multiple-sclerosis/
[7] Kim, Y.K. (2020). RNA-terapia: Nykytila ja tulevaisuuden potentiaali. 2020 PubMed Central (PMC).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7250668/
[8] VanBlargan, L. et.al. (2018). mRNA-rokote suojaa hiiriä useilta punkkien levittämiltä flavivirusinfektioilta.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6353567/#abs0015title
[9] Wardell, C. (2021). mRNA-rokotteet ja immuunitoleranssi.
https://www.nature.com/articles/s41587-021-00880-0
[10] Zon, G. (2019, 24. kesäkuuta). Lymen taudin tapausten kasvu raportoitu Yhdysvaltain kongressille vakavana terveyshuolena. Zone in With Zon.
http://zon.trilinkbiotech.com/2019/06/25/surge-in-lyme-disease-cases-reported-to-u-s-congress-as-a-serious-health-concern/