Rokote- ja terveyskonferenssissa asiantuntijat vaativat "kaikkien tulisi kiinnittää huomiota mRNA-rokotteisiin, jotka tarjoavat ihmisille rajattoman ajattelun".Mikä siis tarkalleen on mRNA-rokote?Miten se löydettiin ja mikä on sen käyttöarvo?Voiko se vastustaa ympäri maailmaa riehuvaa COVID-19:ää?Onko maani onnistunut kehittämään mRNA-rokotteen?Tänään opitaan mRNA-rokotteiden menneisyydestä ja nykyisyydestä.

01
Mikä on mRNA mRNA-rokotteissa?

mRNA (Messenger RNA), eli lähetti-RNA, on yksijuosteisen RNA:n tyyppi, joka transkriptoidaan DNA-juosteesta templaattina ja sisältää geneettistä tietoa, joka voi ohjata proteiinisynteesiä.Maallikon termein mRNA replikoi yhden kaksijuosteisen DNA-juosteen geneettisen tiedon tumassa ja poistuu sitten ytimestä tuottaakseen proteiineja sytoplasmaan.Sytoplasmassa ribosomit liikkuvat mRNA:ta pitkin, lukevat sen emässekvenssin ja muuntavat sen vastaavaksi aminohapoksi muodostaen lopulta proteiinin (kuva 1).

Kuvio 1 mRNA:n työprosessi

02
Mikä on mRNA-rokote ja mikä tekee siitä ainutlaatuisen?

mRNA-rokotteet tuovat sairauskohtaisia ​​antigeenejä koodaavaa mRNA:ta kehoon ja käyttävät isäntäsolun proteiinisynteesimekanismia antigeenien tuottamiseen, mikä laukaisee immuunivasteen.Yleensä spesifisten antigeenien mRNA-sekvenssejä voidaan konstruoida eri sairauksien mukaan, pakata ja kuljettaa soluihin uusilla lipidin nanokantajapartikkeleilla, minkä jälkeen ihmisen ribosomien mRNA-sekvenssejä käytetään mRNA-sekvenssien translaatioon sairauden antigeeniproteiinien tuottamiseksi, jotka autoimmuunijärjestelmä tunnistaa erityksen jälkeen tuottaakseen immuunivasteen (taudin ehkäisyn roolin saavuttamiseksi).

Kuvio 2. mRNA-rokotteen vaikutus in vivo

Joten mikä on ainutlaatuista tämän tyyppisessä mRNA-rokotteessa verrattuna perinteisiin rokotteisiin?mRNA-rokotteet ovat huippuluokan kolmannen sukupolven rokotteita, ja lisätutkimusta tarvitaan niiden stabiilisuuden parantamiseksi, immunogeenisyyden säätelemiseksi ja uusien annostelutekniikoiden kehittämiseksi.

Ensimmäisen sukupolven perinteiset rokotteet sisältävät pääasiassa inaktivoidut rokotteet ja elävät heikennetyt rokotteet, joita käytetään eniten.Inaktivoidut rokotteet viittaavat ensin virusten tai bakteerien viljelyyn ja sitten niiden inaktivointiin lämmöllä tai kemikaaleilla (yleensä formaliinilla);elävillä heikennetyillä rokotteilla tarkoitetaan taudinaiheuttajia, jotka mutatoituvat ja heikentävät myrkyllisyyttään erilaisten hoitojen jälkeen.mutta säilyttää silti immunogeenisyytensä.Sen rokottaminen kehoon ei aiheuta taudin ilmaantumista, mutta taudinaiheuttaja voi kasvaa ja lisääntyä kehossa, laukaista elimistön immuunivasteen ja vaikuttaa pitkäaikaisen tai elinikäisen suojan saamiseen.

Toinen uusien rokotteiden sukupolvi sisältää alayksikkörokotteet ja rekombinanttiproteiinirokotteet.Alayksikkörokote on rokotteen alayksikkörokote, joka on valmistettu patogeenisten bakteerien tärkeimmistä suojaavista immunogeenikomponenteista eli kemiallisen hajoamisen tai kontrolloidun proteolyysin kautta bakteerien ja virusten erityinen proteiinirakenne uutetaan ja seulotaan pois.Immunologisesti aktiivisista fragmenteista valmistetut rokotteet;rekombinanttiproteiinirokotteet ovat antigeenirekombinanttiproteiineja, joita tuotetaan erilaisissa soluekspressiojärjestelmissä.

Kolmannen sukupolven huippuluokan rokotteet sisältävät DNA-rokotteet ja mRNA-rokotteet.Sen tarkoituksena on viedä tiettyä antigeenista proteiinia koodaava virusgeenifragmentti (DNA tai RNA) suoraan eläimen somaattisiin soluihin (rokotteen injektio ihmiskehoon) ja tuottaa antigeeninen proteiini isäntäsolun proteiinisynteesijärjestelmän kautta, mikä saa isäntä tuottamaan immuniteettia antigeeniselle proteiinivasteelle sairauksien ehkäisyn ja hoidon tavoitteen saavuttamiseksi.Ero näiden kahden välillä on, että DNA transkriptoidaan ensin mRNA:ksi ja sitten proteiini syntetisoidaan, kun taas mRNA syntetisoidaan suoraan.

03
mRNA-rokotteen löytöhistoria ja käyttöarvo

Mitä tulee mRNA-rokotteisiin, on mainittava erinomainen naistutkija Kati Kariko, joka on luonut vankan tieteellisen tutkimusperustan mRNA-rokotteiden syntymiselle.Hän oli täynnä tutkimuskiinnostusta mRNA:ta kohtaan opiskellessaan.Yli 40 vuotta kestäneen tieteellisen tutkijan uransa aikana hän kärsi toistuvista takaiskuista, ei hakenut tieteellistä tutkimusrahoitusta eikä hänellä ollut vakaata tieteellistä tutkimusasemaa, mutta hän on aina vaatinut mRNA-tutkimusta.

Kati Karito

mRNA-rokotteiden syntyessä on kolme tärkeää solmua.

Ensimmäisessä vaiheessa hän onnistui tuottamaan halutun mRNA-molekyylin soluviljelmän avulla, mutta hän kohtasi ongelman saada mRNA toimimaan kehossa: hiiren immuunijärjestelmä nielaisi sen sen jälkeen, kun mRNA oli ruiskutettu hiireen.Sitten hän tapasi Weissmanin.He käyttivät tRNA:ssa olevaa molekyyliä nimeltä pseudouridiini saadakseen mRNA:n välttämään immuunivasteen.][2].
Toisessa vaiheessa, noin 2000, professori Pieter Cullis tutki lipidinanoteknologian LNP:itä siRNA:n toimittamiseksi in vivo geenien vaimentamiseen [3][4].Weissman-järjestö Kariko et al.havaitsivat, että LNP on sopiva mRNA:n kantaja in vivo, ja siitä voi tulla arvokas työkalu terapeuttisia proteiineja koodaavien mRNA:n toimittamiseen, minkä jälkeen se vahvistettiin Zika-viruksen, HIV:n ja kasvaimien ehkäisyssä [5] ][6][7][8].

Kolmannessa vaiheessa, vuosina 2010 ja 2013, Moderna ja BioNTech saivat peräkkäin mRNA-synteesiin liittyvät patenttilisenssit Pennsylvanian yliopistolta jatkokehitystä varten.Katalinista tuli myös BioNTechin johtaja vuonna 2013 kehittämään mRNA-rokotteita edelleen.

Nykyään mRNA-rokotteita voidaan käyttää tartuntataudeissa, kasvaimissa ja astmassa.Jos COVID-19 riehuu ympäri maailmaa, mRNA-rokotteet voivat toimia edelläkävijänä.

04
mRNA-rokotteen sovellusmahdollisuudet COVID-19:ssä

Maailmanlaajuisen COVID-19-epidemian myötä maat tekevät lujasti töitä kehittääkseen rokotteen epidemian hillitsemiseksi.Uutena rokotteena mRNA-rokotteella on ollut johtava rooli uuden kruunuepidemian syntymisessä.Monet huippulehdet ovat raportoineet mRNA:n roolista uudessa SARS-CoV-2-koronaviruksessa (kuva 3).

Kuva 3 Raportti mRNA-rokotteista uuden koronaviruksen estämiseksi (NCBI:lta)

Ensinnäkin monet tutkijat ovat raportoineet mRNA-rokotteen (SARS-CoV-2 mRNA) tutkimuksesta uutta koronavirusta vastaan ​​hiirillä.Esimerkiksi: lipidin nanopartikkeleihin kapseloitu nukleosidilla modifioitu mRNA (mRNA-LNP) -rokote, yhden annoksen injektio indusoi voimakkaita tyypin 1 CD4+ T- ja CD8+ T-soluvasteita, pitkäikäisiä plasma- ja muisti-B-soluvasteita sekä vahvan ja jatkuvan neutraloivan vasta-ainevasteen.Tämä osoittaa, että mRNA-LNP-rokote on lupaava ehdokas COVID-19:ää vastaan[9][10].

Toiseksi jotkut tutkijat vertasivat SARS-CoV-2-mRNA:n ja perinteisten rokotteiden vaikutuksia.Verrattuna rekombinanttiproteiinirokotteisiin: mRNA-rokotteet ovat paljon parempia kuin proteiinirokotteet itukeskuksen vasteessa, Tfh-aktivaatiossa, neutraloivassa vasta-ainetuotannossa, spesifisessä muisti-B-soluissa ja pitkäikäisissä plasmasoluissa [11].

Sitten kun SARS-CoV-2-mRNA-rokoteehdokkaat aloittivat kliinisissä kokeissa, heräsi huoli rokotesuojan lyhyestä kestosta.Tutkijat ovat kehittäneet lipideihin kapseloidun muodon nukleosidimodifioidusta mRNA-rokotteesta nimeltä mRNA-RBD.Yksi injektio voi tuottaa vahvoja neutraloivia vasta-aineita ja soluvasteita ja voi lähes täysin suojata mallihiiriä, jotka ovat infektoituneet 2019-nCoV:lla, ja korkeita neutraloivia vasta-aineita säilytetään vähintään 6,5 kuukauden ajan.Nämä tiedot viittaavat siihen, että yksi annos mRNA-RBD:tä tarjoaa pitkäaikaisen suojan SARS-CoV-2-altistusta vastaan ​​[12].
On myös tutkijoita, jotka työskentelevät kehittääkseen uusia turvallisia ja tehokkaita rokotteita COVID-19:ää vastaan, kuten BNT162b-rokotteen.Suojasivat makakit SARS-CoV-2:lta, suojasivat alempia hengitysteitä viruksen RNA:lta, tuottivat erittäin tehokkaita vasta-aineita, eivätkä ne osoittaneet merkkejä taudin pahenemisesta.Kaksi ehdokasta on parhaillaan arvioitavana vaiheen I kokeissa, ja myös maailmanlaajuisten vaiheen II/III kokeiden arviointi on meneillään, ja haku on aivan nurkan takana [13].

05
mRNA-rokotteen asema maailmassa

Tällä hetkellä BioNTech, Moderna ja CureVac tunnetaan maailman kolmen parhaan mRNA-hoidon johtajana.Niistä BioNTech ja Moderna ovat uuden kruunurokotteen tutkimuksen ja kehityksen kärjessä.Moderna on keskittynyt mRNA:han liittyvien lääkkeiden ja rokotteiden tutkimukseen ja kehittämiseen.COVID-19 vaiheen III koerokote mRNA-1273 on yhtiön nopeimmin kasvava projekti.BioNTech on myös maailman johtava mRNA-lääkkeiden ja rokotteiden tutkimus- ja kehitysyhtiö, jolla on yhteensä 19 mRNA-lääkettä/rokotetta, joista 7 on siirtynyt kliiniseen vaiheeseen.CureVac on keskittynyt mRNA-lääkkeiden/rokotteiden tutkimukseen ja kehittämiseen, ja se on ensimmäinen yritys maailmassa, joka on perustanut GMP-yhteensopivan RNA-tuotantolinjan, joka keskittyy kasvaimiin, tartuntatauteihin ja harvinaisiin sairauksiin.

Liittyvät tuotteet:RNaasi-inhibiittori
Avainsanat: miRNA-rokote, RNA-eristys, RNA:n uutto, RNaasi-inhibiittori

Viitteet:1.K Karikó, Buckstein M, Ni H, et ai.RNA-tunnistuksen tukahduttaminen Toll-tyyppisillä reseptorilla: Nukleosidimodifikaatioiden vaikutus ja RNA:n evoluutionaarinen alkuperä [J].Immunity, 2005, 23(2):165-175.
2. K Karikó, Muramatsu H, Welsh FA, et ai.Pseudouridiinin sisällyttäminen mRNA:han tuottaa ylivoimaisen ei-immunogeenisen vektorin, jolla on lisääntynyt translaatiokapasiteetti ja biologinen stabiilisuus [J].Molecular Therapy, 2008.3.Chonn A, Cullis PR.Viimeaikaiset edistysaskeleet liposomitekniikoissa ja niiden sovelluksissa systeemiseen geenien kuljettamiseen [J].Advanced Drug Delivery Reviews, 1998, 30(1-3):73.4.Kulkarni JA, Witzigmann D, Chen S, et ai.Lipidinanohiukkasteknologia siRNA-terapian kliiniseen translaatioon[J].Accounts of Chemical Research, 2019, 52(9).5.Kariko, Katalin, Madden, et ai.Lipidinanohiukkasissa eri reittejä pitkin hiirille toimitetun nukleosidimodifioidun mRNA:n ekspressiokinetiikka [J].Journal of Controlled Release Controlled Release Societyn virallinen lehti, 2015.6.Zika-virussuojaus yhdellä pieniannoksisella nukleosidimodifioidulla mRNA-rokotuksella [J].Nature, 2017, 543(7644):248-251.7.Pardi N, Secreto AJ, Shan X, et ai.Nukleosidimodifioidun mRNA:n, joka koodaa laajasti neutraloivaa vasta-ainetta, antaminen suojaa humanisoituja hiiriä HIV-1-altistukselta [J].Nature Communications, 2017, 8:14630.8.Stadler CR, BÅHr-Mahmud H, Celik L, et ai.Suurten kasvainten eliminointi hiiristä mRNA:n koodaamilla bispesifisillä vasta-aineilla [J].Luontolääketiede, 2017.9.NN Zhang, Li XF, Deng YQ et ai.Lämpökestävä mRNA-rokote COVID-19:ää vastaan[J].Cell, 2020.10.D Laczkó, Hogan MJ, Toulmin SA, et ai.Yksittäinen immunisaatio nukleosidimodifioiduilla mRNA-rokotteilla saa aikaan vahvoja solu- ja humoraalisia immuunivasteita SARS-CoV-2:ta vastaan ​​hiirillä - ScienceDirect[J].2020.11.Lederer K, Castao D, Atria DG, et ai.SARS-CoV-2-mRNA-rokotteet edistävät tehokkaita antigeenispesifisiä itukeskuksen vasteita, jotka liittyvät neutraloivan vasta-aineen tuotantoon[J].Immunity, 2020, 53(6):1281-1295.e5.12.Huang Q, Ji K, Tian S, et ai.Yhden annoksen mRNA-rokote tarjoaa pitkäaikaisen suojan siirtogeenisille hACE2-hiirille SARS-CoV-2[J]:lta.Luontoviestintä.13.Vogel AB, Kanevsky I, Ye C, et ai.Immunogeeniset BNT162b-rokotteet suojaavat reesusmakakeja SARS-CoV-2[J]:lta.Luonto, 2021: 1-10.