Szczepionka RNA

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Szczepionka RNA lub szczepionka mRNAszczepionki nowego typu dający nabytą odporność, wykorzystujący sekwencję kwasu rybonukleinowego (RNA) kodującą białka patogenu. Szczepionka RNA najczęściej zawiera wektor/nośnik RNA, np. nanocząstki lipidowe, przy pomocy którego RNA jest wprowadzane do organizmu[1].

Szczepionki RNA indukują produkcję przeciwciał zdolnych do wiązania potencjalnych patogenów. Sekwencja mRNA (matrycowy RNA, informacyjny RNA) zawarta w szczepionce koduje białka identyczne lub podobne do białek patogenu. Po wprowadzeniu RNA do organizmu w formie szczepionki, następuje translacja/synteza białek na podstawie sekwencji RNA. Zsyntetyzowane białka następnie indukują adaptacyjną odpowiedź immunologiczną organizmu w postaci produkcji przeciwciał skierowanych przeciwko tym białkom.

Szczepionki RNA różnią się od tradycyjnych szczepionek tym, że w przypadku szczepionek RNA antygeny/białka patogenu produkowane są przez szczepiony organizm, a w przypadku tradycyjnych szczepionek gotowe (wyprodukowane w laboratorium) antygeny są dostarczone do organizmu w określonej ilości w szczepionce[2].

Metody wprowadzenia szczepionki do organizmu[edytuj | edytuj kod]

Wektory wirusowe[edytuj | edytuj kod]

Sekwencja RNA mająca wywołać odpowiedź immunologiczną może zostać wprowadzona do organizmu przy pomocy wirusów RNA, np. retrowirusów[3]. W licznych badaniach klinicznych wykorzystywano wektory wirusowe do zwalczania chorób w modelach zwierzęcych wykorzystujących myszy, kury domowe i naczelne[4][5][6].

Nanocząstki lipidowe[edytuj | edytuj kod]

Zamknięcie cząsteczek mRNA w nanocząstkach lipidowych posiada wiele zalet[7]. Przede wszystkim, lipidy stanowią warstwę chroniącą cząsteczki mRNA przed degradacją. Co więcej, określone modyfikacje nanocząstek lipidowych pozwalają na wprowadzenie mRNA do określonego typu komórek. Jednakże liczne badania wskazały na trudności w śledzeniu tej metody wprowadzania RNA do organizmu, ponieważ wykazano rozbieżności pomiędzy wynikami badań nad wprowadzaniem RNA do komórek w warunkach In vivo i In vitro[8]. Nanocząstki lipidowe po wprowadzeniu do organizmu mogą być przenoszone w obrębie organizmu różnymi drogami, np. przez układ limfatyczny lub krwiobieg.

Wstrzyknięcie nagiego mRNA[edytuj | edytuj kod]

System spontanicznego przyjmowania przez komórki dostarczonego z zewnątrz mRNA jest znany od ponad dekady[9][10], a możliwość użycia RNA jako narzędzia do wytwarzania odporności została odkryta w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku, kiedy odkryto samo-namnażające się mRNA[11]. Wstrzyknięcie RNA do różnych tkanek, takich jak krew lub mięśnie skutkuje przyjęciem przez komórki różnej ilości RNA, co oznacza, że droga podania ma duże znaczenie dla wytworzenia odpowiedniej odpowiedzi organizmu. Kreiter i inni w badaniach porównujących drogi podania RNA pokazali, że wstrzyknięcie do węzłów chłonnych skutkuje najsilniejszą odpowiedzią limfocytów T[12].

Skutki uboczne i ryzyko[edytuj | edytuj kod]

Przewaga nad szczepionkami DNA[edytuj | edytuj kod]

  • Produkcja białek na matrycy mRNA zachodzi w cytozolu. RNA nie musi zostać wprowadzone do jądra komórkowego, dzięki czemu możliwe jest uniknięcie ryzyka wbudowania obcego materiału genetycznego do genomu zaszczepionego osobnika[1].
  • Modyfikowane nukleozydy (np. pseudourydyna) mogą zostać umieszczone w sekwencji mRNA by uniknąć szybkiej degradacji mRNA w komórkach zaszczepionego osobnika i tym samym zwiększyć ilość białka wyprodukowanego na bazie mRNA[18][14][19].

Zastosowanie szczepionek RNA u ludzi[edytuj | edytuj kod]

Obecnie (stan na 20.11.2020) nie istnieją szczepionki RNA zatwierdzone do stosowania u ludzi.

Liczne przedsiębiorstwa biofarmaceutyczne, w tym BioNTech, CureVac, Moderna i Pfizer pracują nad szczepionkami RNA mającymi pomóc zwalczyć pandemię COVID-19 związaną z rozprzestrzenianiem się koronawirusa SARS-CoV-2[20][21].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b Rein Verbeke i inni, Three decades of messenger RNA vaccine development, „Nano Today”, 28, 2019, art. nr 100766, DOI10.1016/j.nantod.2019.100766 (ang.).
  2. a b RNA vaccines: an introduction, PHG Foundation [dostęp 2020-11-21] (ang.).
  3. Kenneth Lundstrom, RNA Viruses as Tools in Gene Therapy and Vaccine Development, „Genes”, 10 (3), 2019, DOI10.3390/genes10030189, PMID30832256, PMCIDPMC6471356 (ang.).
  4. Tiffany T. Huang i inni, Intravenous administration of retroviral replicating vector, Toca 511, demonstrates therapeutic efficacy in orthotopic immune-competent mouse glioma model, „Human Gene Therapy”, 26 (2), 2015, s. 82–93, DOI10.1089/hum.2014.100, PMID25419577, PMCIDPMC4326030 (ang.).
  5. S. Schultz-Cherry i inni, Influenza virus (A/HK/156/97) hemagglutinin expressed by an alphavirus replicon system protects chickens against lethal infection with Hong Kong-origin H5N1 viruses, „Virology”, 278 (1), 2000, s. 55–59, DOI10.1006/viro.2000.0635, ISSN 0042-6822, PMID11112481 [dostęp 2020-11-21] (ang.).
  6. Thomas W. Geisbert, Heinz Feldmann, Recombinant vesicular stomatitis virus-based vaccines against Ebola and Marburg virus infections, „The Journal of Infectious Diseases”, 204 Suppl 3, 2011, S1075–1081, DOI10.1093/infdis/jir349, PMID21987744, PMCIDPMC3218670 (ang.).
  7. Andreas M. Reichmuth i inni, mRNA vaccine delivery using lipid nanoparticles, „Therapeutic Delivery”, 7 (5), 2016, s. 319–334, DOI10.4155/tde-2016-0006, PMID27075952, PMCIDPMC5439223 (ang.).
  8. Kalina Paunovska i inni, A Direct Comparison of in Vitro and in Vivo Nucleic Acid Delivery Mediated by Hundreds of Nanoparticles Reveals a Weak Correlation, „Nano Letters”, 18 (3), 2018, s. 2148–2157, DOI10.1021/acs.nanolett.8b00432, PMID29489381, PMCIDPMC6054134 (ang.).
  9. J. Probst i inni, Spontaneous cellular uptake of exogenous messenger RNA in vivo is nucleic acid-specific, saturable and ion dependent, „Gene Therapy”, 14 (15), 2007, s. 1175–1180, DOI10.1038/sj.gt.3302964, PMID17476302 (ang.).
  10. Christina Lorenz i inni, Protein expression from exogenous mRNA: uptake by receptor-mediated endocytosis and trafficking via the lysosomal pathway, „RNA biology”, 8 (4), 2011, s. 627–636, DOI10.4161/rna.8.4.15394, PMID21654214 (ang.).
  11. X. Zhou i inni, Self-replicating Semliki Forest virus RNA as recombinant vaccine, „Vaccine”, 12 (16), 1994, s. 1510–1514, DOI10.1016/0264-410x(94)90074-4, PMID7879415 (ang.).
  12. Sebastian Kreiter i inni, Intranodal vaccination with naked antigen-encoding RNA elicits potent prophylactic and therapeutic antitumoral immunity, „Cancer Research”, 70 (22), 2010, s. 9031–9040, DOI10.1158/0008-5472.CAN-10-0699, PMID21045153 (ang.).
  13. Cristina Poveda i inni, Establishing Preferred Product Characterization for the Evaluation of RNA Vaccine Antigens, „Vaccines”, 7 (4), 2019, DOI10.3390/vaccines7040131, PMID31569760, PMCIDPMC6963847 (ang.).
  14. a b Katalin Karikó i inni, Generating the optimal mRNA for therapy: HPLC purification eliminates immune activation and improves translation of nucleoside-modified, protein-encoding mRNA, „Nucleic Acids Research”, 39 (21), 2011, e142, DOI10.1093/nar/gkr695, ISSN 1362-4962, PMID21890902, PMCIDPMC3241667 [dostęp 2020-11-21] (ang.).
  15. Norbert Pardi i inni, mRNA vaccines - a new era in vaccinology, „Nature Reviews. Drug Discovery”, 17 (4), 2018, s. 261–279, DOI10.1038/nrd.2017.243, PMID29326426, PMCIDPMC5906799 (ang.).
  16. Funktionelle Bedeutung des extrazellulären RNA/RNase Systems für die vaskuläre Homöostase, Geförderte Projekte der Deutschen Forschungsgemeinschaft/Deutsche Forschungsgemeinschaft [dostęp 2020-11-21] (niem.).
  17. Herzinfarkt und Schlaganfall: Wenn Thromben die Gefäße verstopfen, „Deutsche Apotheker Zeitung”, 37, 7 września 1997 [dostęp 2020-11-21].
  18. Katalin Karikó i inni, Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA, „Immunity”, 23 (2), 2005, s. 165–175, DOI10.1016/j.immuni.2005.06.008, PMID16111635 (ang.).
  19. Norbert Pardi, Drew Weissman, Nucleoside Modified mRNA Vaccines for Infectious Diseases, „Methods in Molecular Biology”, 1499, 2017, s. 109–121, DOI10.1007/978-1-4939-6481-9_6, PMID27987145 (ang.).
  20. Damian Garde, An updated guide to the coronavirus drugs and vaccines in development, STAT, 19 marca 2020 [dostęp 2020-11-21] (ang.).
  21. Pfizer and BioNTech Conclude Phase 3 Study of COVID-19 Vaccine Candidate, Meeting All Primary Efficacy Endpoints, Pfizer, 18 listopada 2020 [dostęp 2020-11-18] (ang.).