A nagy vakcinaverseny jelenlegi állásának dobogósait ismerjük. A brit AstraZeneca az Oxfordi Egyetemmel fejlesztett ki egy nagyon hatékony oltást, egy kis amerikai biotechnológiai cég, a Moderna, illetve a New York-i székhelyű gyógyszeripari gigász, a Pfizer a német BioNTech startuppal közösen jutott el oda, hogy készítményük 90 százalék feletti hatékonysággal védi meg az embereket a koronavírus-fertőzéstől. Utóbbi kettőnél a hatóanyag hírvivő RNS, vagy közismert angol nevén messenger RNS, röviden mRNS . De mitől lehet ilyen jó az RNS az immunitás kiváltásában?
Az mRNS-vakcinák lenyűgöző adatai meglepőek voltak (az influenza-oltások például jó, ha 50 százalékos védettséget adnak), mert a médiában a kezdeti hírek szerint a legnagyobb jelentőségű jelölt az "oxfordi vakcina" volt. Ehelyett a Pfizer/BioNTech és a Moderna jelentette be először, hogy majdnem befejezték a III. fázisú klinikai vizsgálatokat, azaz résztvevők ezrein tesztelték vakcinájuk hatóanyagának biztonságosságát és hatékonyságát - írja a Forbes magazin a technológiát bemutató cikkében .
Az oltóanyag-jelölteket hat fő típus szerint osztályozzák. A besorolási kritérium az, hogy az oltás milyen módszerrel teszi ki vírusmolekuláknak az immunrendszerünket annak érdekében, hogy az felismerje és megcélozza a kórokozókat, amikor éles helyzetben találkozik velük. A hat technológia közül öt arra irányul, hogy a szervezetet fehérjéknek tegyék ki, vagy egy hordozó vírus (a vektor) felületén, vagy egy fehérje alegységeként. A vírusfehérjék antigénekként , azaz olyan molekulákként szolgálnak, amelyek az immunrendszert antitestek (ellenanyag) létrehozására ösztönzik.
Hogyan teremtik elő az oltások az antigéneket?
Az antigénnel való érintkezés után az adaptív immunrendszer megtanulja felismerni, majd megcélozni azt a specifikus antigént. A SARS-CoV-2 esetében a vakcina célpontja az a tüskefehérje, amely lehetővé teszi a vírus behatolását a sejtbe.
Ezektől különbözik az mRNS vakcina. Ahelyett, hogy a fehérjét közvetlenül kitenné a védekezőképességünknek, az antigén közvetett módon jut el az immunrendszerhez nagyon bonyolult úton. Az mRNS-molekula hordozza a tüskefehérje előállításának genetikai utasításait, és ha bejut egy sejtben, akkor a tüskegént a sejtmechanizmus leolvassa, dekódolja, hogy tüskefehérjét gyártson. Furcsa módszer az antigén exponálására, de működik. Lényegében a szervezet kap egy célantigént - például a koronavírus tüskefehérjét - annak ellenére, hogy egy mRNS-vakcina nem tartalmazza magát az antigént.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
A legtöbb sejt folyamatosan összegyűjti és megjeleníti a molekulákat a külső membránján. Méghozzá azért, hogy igazolják az immunrendszer őrszolgálatának - például a T-sejteknek -, hogy nem fertőzöttek vírussal, mivel a vírus replikációja során termelt fehérjéknek meg kell jelenniük a fertőzött sejt membránján.
Az őrszemek felszíni receptorokat használnak a fehérjék ellenőrzésére egy potenciálisan fertőzött sejten. Ezt az antigént bemutató sejtet (APC) nem tudja elkapni egy valódi vírus, ha mRNS-vakcinát kapunk, mert az RNS-molekulák átkerülnek bele, tehát technikailag nem "fertőzött", de felszerelkezett egy tüske-antigént kódoló génnel. (Azaz nem infektált, hanem transzfektált lett). A különféle sejtek kölcsönhatásba lépnek, hogy az adaptív immunrendszer fel tudja ismerni a tüskegén által az mRNS-en kódolt antigént, amelyet transzfektált sejt mutat be. Ez pedig immunválaszhoz vezet.
Mi az RNS oltások hatékonyságának titka?
Az RNS vakcinák ereje abban rejlik az egyik magyarázat szerint, hogy ha egy sejt dekódolja a tüskegént, hogy fehérjét állítson elő - ahelyett, hogy a teljesen kialakult tüskefehérjét használná - jobban utánozza azt a helyzetet, ami a koronavírus szaporodásakor történik egy természetes fertőzés során. A Pfizer két vakcinajelöltet is kifejlesztett. Az egyik csak a tüske hegyének előállítására vonatkozó utasításokat tartalmazza, míg a másik a teljes tüskefehérjére vonatkozó utasítást. Utóbbi lett 95 százalékos hatékonyságú, ami arra utal, hogy a teljes hosszúságú fehérjére az immunrendszer erőteljesebben reagál.
Egy másik lehetséges magyarázat, hogy az mRNS-molekulák további módosításai - amelyek befolyásolják az üzenet olvasását, például megjegyzések hozzáadása az utasításokhoz - megváltoztatják a hatékonyságot. Valójában a korai RNS vakcinák nem juttatták hatékonyan célba a molekulát, és túl erős gyulladást okoztak. De az mRNS-vakcinatechnika legújabb fejleményeinek köszönhetően, különösen a tervezésben és a gyártásban, ma már többféle rák és fertőző kórokozó ellen is hatékonyak.
Az RNS miben múlja felül a DNS-t?
A tüskegén elvben DNS vagy RNS lehet. Miért favorizálják a Pfizer és a Moderna által kifejlesztett mRNS vakcinák az egyik nukleinsavat a másikkal szemben? A DNS két komplementer szálból áll, amelyek a híres kettős spirált alkotják, míg az RNS többnyire egyszálú molekula. A DNS ezért nagyjából kétszer olyan vastag, mint az RNS, ami sokkal nehezebbé teszi a DNS átpréselését a sejt membránjának kis pórusain keresztül. Következésképpen a DNS-sel történő oltáshoz speciális eszközre van szükség, amely elektromos mezőt alkalmaz a pórusok kiszélesítésére ( elektroporátor ), ami nyilvánvalóan kevésbé praktikus, mint a közönséges berendezések, például a fecskendő használata. Tehát igen, az RNS jobb, mint a DNS, legalábbis amikor az oltást beadják.
De az injektált vakcinából származó RNS-molekuláknak sincs könnyű útjuk, mert több akadályt is le kell küzdeniük, mire elérik a sejteket: az mRNS-t ugyanis feldarabolhatják a vérben lévő enzimek . Ezért az RNS-molekula védőcsomagolást kap, egy zsírbuborékba zárják, úgynevezett "lipidtartalmú nanorészecskébe", vagy LNP-be. A buborék nemcsak megvédi tartalmát a lebomlástól, a lipid segíti a nanorészecske összeolvadását egy sejt zsíros külső membránjával - úgy viselkedik, mint egy kisebb olajcsepp, amely összeolvad egy nagyobb cseppel -, és lerakja az RNS-t a sejtben. Az "mRNS-LNP" pusztán egy koncepció volt, amikor 2015-ben bemutatták, de ma már ez a technológia az alapja mind a Pfizer, mind a Moderna oltásának.
Végül is mi a legfőbb hiba?
Az mRNS-vakcinák legnagyobb problémája, hogy az RNS-molekulák eredendően instabilak. Míg a DNS kettős spirál stabil szerkezet, az RNS molekula szobahőmérsékleten gyorsan szétesik, azaz alacsony a hőstabilitása. A hagyományos vakcinákat hűtőszekrényekben tárolják +2 és + 8 °C között, de a két mRNS-gyógyszert le kell fagyasztani. A Moderna mRNS-1273-at -20 °C-on lehet tárolni hat hónapig (vagy hűtőszekrényben 5 °C körüli hőmérsékleten 30 napig), míg a Pfizer BNT162b2 rendkívül alacsony hőmérsékletet, -70 °C-ot kíván .
Ez is érdekelhet
Ha az oltást nem tartják hidegen, akkor nem lesz hatékony, vagy lehet, hogy egyáltalán nem fog működni. Tehát nem meglepő, hogy a kutatók olyan vakcinajelöltek kifejlesztésén fáradoznak, amelyek szobahőmérsékleten vagy normál hűtőben tárolhatók. Ha lesznek sikeres termostabil mRNS-vakcinák, akkor sikerült megszüntetni ennek az eljárásnak az Achilles-sarkát, ami a vakcinatechnológia számára hatalmas előrelépés volna. Addig viszont hűtünk.
