Вакцина за mRNA COVID-19: пресвртница во науката и промена на играта во медицината

Вирусните протеини се администрираат како антиген во форма на вакцина и имунолошкиот систем на телото формира антитела против дадениот антиген со што се обезбедува заштита од каква било идна инфекција. Интересно, ова е прв пат во историјата на човештвото соодветната mRNA да се дава во форма на вакцина која користи клеточна машинерија за изразување/преведување на антигенот/протеинот. Ова ефикасно ги претвора клетките на телото во фабрика за производство на антиген, кој пак обезбедува активен имунитет со генерирање на антитела. Утврдено е дека овие mRNA вакцини се безбедни и ефикасни во клиничките испитувања на луѓе. И, сега, СОВИД-19 mRNA вакцината BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) се администрира на луѓето според протоколот. Како прва соодветно одобрена mRNA вакцина, ова е пресвртница во науката што воведе нова ера во медицина и испорака на лекови. Ова наскоро би можело да ја види примената на mRNA технологија за третман на рак, опсег на вакцини за други болести, а со тоа и евентуално менување на практиката на медицината и целосно обликување на фармацевтската индустрија во иднина.  

Ако протеинот е потребен во клетката за лекување на заболена состојба или да дејствува како антиген за развој на активен имунитет, тој протеин треба безбедно да се доставува во клетката во недопрена форма. Ова сепак е тешка задача. Дали протеинот може да се изрази директно во клетката со инјектирање на соодветната нуклеинска киселина (ДНК или РНК), која потоа ја користи клеточната машинерија за изразување? 

Група истражувачи ја замислија идејата за шифрирана дрога со нуклеинска киселина и за прв пат покажаа во 1990 година дека директното инјектирање на mRNA во мускулите на глувчето доведе до изразување на кодирани протеини во мускулните клетки⁽¹⁾. Ова ја отвори можноста за генетска терапија, како и вакцини базирани на гени. Овој развој се сметаше за технологија која предизвикува неуспех според која ќе се мерат идните технологии за вакцини ⁽²⁾.

Процесот на размислување брзо се префрли од „заснован на ген“ во „mRNA-базиран' трансфер на информации бидејќи mRNA понуди неколку предности во споредба со ДНК бидејќи mRNA ниту се интегрира во геномот (оттука нема штетна геномска интеграција) ниту се реплицира. Има само елементи кои се директно потребни за изразување на протеинот. Рекомбинација помеѓу едноверижна РНК е ретка. Покрај тоа, тој се распаѓа во рок од неколку дена во клетките. Овие карактеристики ја прават mRNA посоодветна како безбедна и минлива молекула која носи информации за да дејствува како вектор за развој на вакцини базирани на гени ⁽³⁾. Со напредокот во технологијата, особено поврзан со синтезата на инженерските мРНК со правилни кодови кои би можеле да бидат доставени во клетките за протеинска експресија, опсегот дополнително се прошири од вакцини на терапевтски лекови. Употребата на mRNA почна да привлекува внимание како класа на лекови со потенцијална примена во областите на имунотерапии за рак, вакцини за заразни болести, индукција на плурипотентни матични клетки базирани на mRNA, испорака на дизајнерски нуклеази со помош на mRNA за инженерство на геном итн. ⁽⁴⁾.  

Појавата на вакцини базирани на mRNA а терапевтиката дополнително се надополнува со резултатите од претклиничките испитувања. Утврдено е дека овие вакцини предизвикуваат силен имунолошки одговор против цели на заразни болести кај животинските модели на вирусот на грип, вирусот Зика, вирусот на беснило и други. Ветувачки резултати се забележани и со користење на mRNA во клиничките испитувања за рак ⁽⁵⁾. Согледувајќи го комерцијалниот потенцијал на технологијата, индустриите направија огромни инвестиции за истражување и развој во вакцини и лекови базирани на mRNA. На пример, до 2018 година, Moderna Inc. можеби веќе има инвестирано повеќе од милијарда долари додека се уште е далеку од кој било пазарен производ ⁽⁶⁾. И покрај заедничките напори за употреба на mRNA како терапевтски модалитет во вакцините за заразни болести, имунотерапиите за рак, третман на генетски болести и терапии за замена на протеини, примената на технологијата на mRNA е ограничена поради нејзината нестабилност и склоност кон деградација од нуклеазите. Хемиската модификација на мРНК малку помогна, но интрацелуларното доставување сепак остана пречка иако наночестичките базирани на липиди се користат за доставување на мРНК ⁽⁷⁾. 

Вистински поттик за напредокот на технологијата на мРНК за терапевтика дојде, благодарение на несреќната ситуација претставена од целиот свет СОВИД-19 пандемски. Развојот на безбедна и ефикасна вакцина против САРС-КоВ-2 стана најголем приоритет за сите. Беше спроведено големо мултицентрично клиничко испитување за да се увери безбедноста и ефективноста на вакцината со mRNA COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Испитувањето започна на 10 јануари 2020 година. По околу единаесет месеци ригорозна работа, податоците од клиничката студија докажаа дека COVID-19 може да се спречи со вакцинација со помош на BNT162b2. Ова обезбеди доказ за концептот дека вакцината базирана на mRNA може да обезбеди заштита од инфекции. Невидениот предизвик наметнат од пандемијата помогна да се докаже дека вакцината базирана на mRNA може да се развие со брзо темпо, доколку се стават на располагање доволно ресурси ⁽⁸⁾. МРНК вакцината на Модерна, исто така, доби одобрение за итна употреба од ФДА минатиот месец.

И КОВИД-19 mRNA вакцини т.е. BNT162b2 на Pfizer/BioNTech и Модерна mRNA-1273 сега се користи за вакцинирање на луѓето според националните протоколи за администрација на вакцината ⁽⁹⁾.

Успехот на двајца СОВИД-19 mRNA (BNT162b2 на Pfizer/BioNTech и mRNA-1273 на Модерна) вакцини во клиничките испитувања и нивното последователно одобрување за употреба е пресвртница во науката и медицината. Ова се покажа како досега недокажана медицинска технологија со висок потенцијал што научната заедница и фармацевтската индустрија ја спроведуваат речиси три децении ⁽¹⁰⁾.   

Новиот ентузијазам по овој успех е обврзан да собере енергија по пандемијата и терапевтиката со мРНК дополнително ќе се покаже како нарушувачка технологија која воведува нова ера во медицината и науката за испорака на лекови.   

*** 

Референци  

1. Wolff, JA et al., 1990. Директен трансфер на гени во мускулите на глувчето in vivo. Science 247, 1465–1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918  

2. Kaslow DC. Потенцијална дисруптивна технологија во развојот на вакцините: вакцини базирани на гени и нивна примена кај заразни болести. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004 година; 98:593 - 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  

3. Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Развивање на технологии за mRNA-вакцина. РНК биологија. 2012 ноември 1 година; 9 (11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  

4. Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, Ö. Терапевтика базирана на mRNA - развивање на нова класа на лекови. Nature Review Drug Discovery 13, 759-780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278 

5. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. mRNA вакцини - нова ера во вакцинологијата. Nature Review Drug Discovery 17, 261-279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 

6. Cross R., 2018. Дали mRNA може да ја наруши индустријата за лекови? Објавено на 3 септември 2018 година. Хемиски и инженерски вести Том 96, број 35 Достапно онлајн на https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Пристапено на 27 декември 2020 година.  

7. Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. Можности и предизвици во испораката на вакцини базирани на mRNA. Објавено: 28 јануари 2020 година. Фармацевтика 2020, 12(2), 102; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     

8. Polack F., Thomas S., et al., 2020. Безбедност и ефикасност на вакцината BNT162b2 mRNA Covid-19. Медицинскиот весник на Нова Англија. Објавено на 10 декември 2020 година. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  

9. Јавно здравје Англија, 2020 година. Упатство – Национален протокол за COVID-19 mRNA вакцина BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Објавено на 18 декември 2020 година. Последно ажурирано на 22 декември 2020 година. Достапно онлајн на https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Пристапено на 28 декември 2020 година.   

10. Servick K., 2020. Следниот предизвик на mRNA: Дали ќе работи како лек? Науката. Објавено на 18 декември 2020 година: Vol. 370, број 6523, стр 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Достапно преку Интернет на https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

***