mRNA vakcíny, ich funkcia a COVID-19

Vakcinácia je jedným z popredných úspechov modernej vedy a medicíny, vďaka ktorému sa výrazne zredukoval výskyt mnohých infekčných ochorení (osýpky, tetanus, ovčie kiahne).

mRNA vakcíny, ich funkcia, fungovanie a COVID-19

Autor: RNDr. Igor Šťastný

 

Čo je to mRNA vakcína, ako funguje a čo s tým má COVID-19?

Vakcinácia je jedným z popredných úspechov modernej vedy a medicíny, vďaka ktorému sa výrazne zredukoval výskyt mnohých infekčných ochorení (osýpky, tetanus, ovčie kiahne). V súčasnosti sa pri očkovaní využívajú najmä konvenčné vakcíny, ktorých princíp spočíva v aplikácii živého, oslabeného vírusu alebo vírusovej časti (povrchového proteínu) do tela človeka. Nie vždy sú však konvenčné vakcíny účinné, najmä v prípade rýchlo sa šíriacich (vírus chrípky) či nových, vysoko patogénnych ochorení (vírus eboly, Zika vírus), ktoré dokážu pred mechanizmami imunitného systému veľmi dobre unikať. Vývoj konvenčných vakcín je taktiež pomerne zdĺhavý a nemožno ich aplikovať na neinfekčné ochorenia, napr. na rôzne typy rakovinových ochorení. Z tohto dôvodu bolo potrebné vyvinúť účinnejší a všestrannejší typ očkovania a tým sa stali – mRNA vakcíny.

mRNA vakcíny a ich funkcia

V posledných rokoch sa vďaka technologickému pokroku a rozsiahlym investíciám vo výskume stala sľubným cieľom pre vývoj nových vakcín tzv. “messengerová“ ribonukleová kyselina – mRNA. mRNA vzniká v jadre buniek všetkých organizmov procesom transkripcie (prepisom z DNA). Po “prepísaní“ z DNA prestupuje vzniknutá mRNA do cytoplazmy (vnútorného prostredia bunky), kde slúži ako “predloha“ pre vytvorenie špecifických proteínov (bielkovín). Proces “prekladu z reči RNA do reči bielkovín“ sa nazýva translácia.

Na rovnakom princípe fungujú aj mRNA vakcíny: do tela človeka je vnesená mRNA, ktorá kóduje konkrétny proteín, typický pre daný patogén (,,škodcu“, napr. vírus). Účinný transport kľúčovej molekuly (mRNA) do buniek je však častokrát náročný, pretože voľná RNA je v bunkách rýchlo degradovaná (rozložená). Na podporu úspešného “dodania“ mRNA do buniek hostiteľa sa preto využívajú lipozómy (malé tukové častice), v ktorých je molekula mRNA zabalená. 

Následne sa podľa tejto mRNA v ľudskom tele vytvorí proteín, ktorý však sám o sebe (bez ostatných častí vírusu) nedokáže vyvolať ochorenie, avšak imunitný systém je schopný proti nemu vytvoriť protilátky. Vytvorené protilátky sú v tele neustále v pohotovosti a v prípade skutočnej infekcie dokážu škodcu rýchlo identifikovať a zničiť.

mRNA vakcínu je možné podať viacerými spôsobmi: do kože, priamo do krvi, do svalu, alebo prostredníctvom nosového spreja. 

V súčasnosti poznáme tri základné typy mRNA vakcín:

  • nereplikujúce (nemnožiace) sa mRNA sú iba jednoducho transportované do buniek hostiteľa, kde sa podľa nich vytvorí proteín patogénu pre stimuláciu imunitnej odpovede hostiteľa
  • kľúčová mRNA je zbalená s prídavnými RNA vláknami, ktoré slúžia na zabezpečenie zmnoženia tejto mRNA akonáhle je vakcína vnesená do človeka. Vo výsledku tak získame väčšie množstvo patogénneho proteínu a tým aj viac aktívnych protilátok.
  • pri poslednom type mRNA vakcín sú dôležité tzv. dendritické bunky, ktoré sú schopné prezentovať daný proteín patogénu na svojom povrchu, a tým dopomôcť k stimulácii adekvátnej imunitnej odpovede. Tento spôsob vakcinácie sa nazýva aj in vitro (v skúmavke, mimo tela), pretože dentritické bunky sú z tela vyizolované a v laboratórnych podmienkach je do nich vnesená kľúčová mRNA. Takto pripravené bunky sú spätne aplikované do pacienta a dochádza k vyvolaniu imunitnej odpovede.

Výhody mRNA vakcín oproti konvenčným typom

Bezpečnosť: vakcíny na báze mRNA neobsahujú inaktivovaný patogén, ani jeho časti, čím sú v porovnaní s konvenčným typom vakcín omnoho bezpečnejšie. 

Efektívnosť: výsledky doterajších klinických štúdií preukazujú, že mRNA vakcíny produkujú spoľahlivú imunitnú odpoveď s minimálnym prejavom vedľajších účinkov.

Výroba: vakcíny je možné produkovať rýchlejšie, efektívnejšie a lacnejšie.

Využitie pri onkologických ochoreniach: obrovským benefitom mRNA vakcín je ich využitie proti rôznym typom nádorových ochorení. Sekvencia mRNA je opäť navrhnutá tak, aby kódovala konkrétne špecifické proteíny pre daný typ rakoviny, ktoré po rozpoznaní spúšťajú v tele imunitnú odpoveď.

Vakcína proti COVID19 ?

Ochorenie COVID-19, spôsobené vírusom SARS-CoV-2, sa po prvýkrát objavilo v decembri roku 2019 v čínskom meste Wuhan, za krátky čas sa rozšírilo do celého sveta a spôsobilo pandémiu. Vážna situácia rýchlo vyvolala ohlasy na medzinárodnej vedeckej scéne, a preto bol už začiatkom roka 2020 známy genetický kód tohto koronavírusu. Na základe tohto kódu bola už do dvoch týždňov vyrobená prvá mRNA vakcína, ktorá bola následne až donedávna testovaná na jej účinnosť a najmä bezpečnosť. Do 5 mesiacov bolo vo vývoji viac ako 120 kandidátskych vakcín.

Aktuálne je v 3. (finálnej) fáze klinických skúšok niekoľko vakcín, z ktorých možno spomenúť vakcínu mRNA-1273 od biotechnologickej spoločnosti Moderna Therapeutics a vakcínu BNT162b2, ktorá vznikla spoluprácou americkej farmaceutickej firmy Pfizer a nemeckej biotechnologickej spoločnosti BioNTech. Vakcína BNT162b2 bola schválená inštitúciami EÚ a očkovanie touto vakcínou už prebieha.

Tretej fázy klinických skúšok sa v prípade vakcíny mRNA-1273 zúčastnilo 30 000 dobrovoľníkov (všetci dospelí), pričom len u 5 z nich sa aj napriek očkovaniu objavilo ochorenie COVID-19. V skupine, ktorej podávali placebo (neúčinnú látku), bolo infikovaných prípadov až 90. Po dôkladnej analýze bola miera efektivity vakcíny mRNA-1273 stanovená na 94,5 %, čo zodpovedá výborným výsledkom. U žiadneho zo zaočkovaných respondentov nebol zistený ťažký priebeh ochorenia COVID-19. 

Ďalším sľubným kandidátom je vakcína BNT162b2. Do tretej fázy klinických skúšok bolo v prípade tejto vakcíny zahrnutých viac ako 43 000 dobrovoľníkov s konečnou mierou efektivity – 90 %. 

V súčasnosti je už na základe výsledkov klinických skúšok jasné, že vakcíny založené na mRNA technológii preukazujú obrovský potenciál ako nástroj prevencie pred mnohými infekčnými ochoreniami, vrátane COVID-19. Ľudská vynaliezavosť, tvrdá práca a ochota tisícok ľudí, tak pomôžu ľudstvu zvládnuť aj túto pandémiu.

Zdroje

https://www.phgfoundation.org/briefing/rna-vaccines

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5906799/

https://theconversation.com/how-mrna-vaccines-from-pfizer-and-moderna-work-why-theyre-a-breakthrough-and-why-they-need-to-be-kept-so-cold-150238

https://www.genome.gov/genetics-glossary/messenger-rna

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3597572/

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2022483

https://www.creative-biolabs.com/vaccine/cancer-vaccines.htm?gclid=CjwKCAiA2O39BRBjEiwApB2IkiiN-QN5wZoePYszl0C1S7iYIX_t6SF01ankEslH78Ft5gliCE_H7BoChfcQAvD_BwE

https://investors.modernatx.com/news-releases/news-release-details/modernas-covid-19-vaccine-candidate-meets-its-primary-efficacy

https://www.pfizer.com/news/press-release/press-release-detail/pfizer-and-biontech-announce-vaccine-candidate-against#:%7E:text=The%20Phase%203%20clinical%20trial,racially%20and%20ethnically%20diverse%20backgrounds.

https://www.ft.com/content/c4ca8496-a215-44b1-a7eb-f88568fc9de9

https://www.nature.com/articles/nrd.2017.243

https://www.nature.com/articles/s41541-020-0159-8

https://www.abc.net.au/news/science/2020-11-22/mrna-vaccines-covid-19-pfizer-moderna-influenza-emerging-disease/12891308

 

Podobné články

19.jún 2020 – svetový deň kosáčikovitej anémie

Kosáčikovitá anémia je najznámejšie ochorenie, ktoré postihuje červené krvinky (tzv. erytrocyty). Je to prvé ľudské ...
Čítať Viac

Čo je to vírus a ako sa objavil nový typ koronavírusu SARS-CoV2?

Vírus je malá parazitická častica, ktorá sa sama nedokáže reprodukovať. Na reprodukciu vyžaduje spoluúčasť nejakej ...
Čítať Viac

5 vecí, ktoré by ste mali vedieť o testovaní DNA

Analýza DNA zameraná na predpovedanie rizika ochorení má potenciál predchádzať ochoreniam a zachraňovať životy. Technológie testovania ...
Čítať Viac

Čo sa deje s mojou vzorkou v laboratóriu?

Po naplnení skúmavky vzorkou slín nie je predmetom skúmania tekutina ako taká, ale bunky sliznice z epitelu ...
Čítať Viac

Zdravie, to najcennejšie, čo máme

Zdravie patrí medzi to najcennejšie, čo máme. Ako si udržať zdravie čo najdlhšie je téma, ...
Čítať Viac

Slovák, ktorý založil onkologické centrum v USA: Budúcnosť medicíny je v genetike

Doc.MUDr.Štefan Korec, Csc. patrí medzi významných onkológov nielen na Slovensku, ale aj vo svete. V štáte ...
Čítať Viac

Odkiaľ vie bunka pečene, že sa má stať bunkou pečene?

Ako je možné, že ak všetky bunky nášho tela obsahujú tú istú genetickú informáciu, môžu ...
Čítať Viac

DNA, chýbajúca časť hádanky na ceste k našim cieľom

Genetické testovanie začína postupne prenikať do našich životov. Analýza DNA odhaľuje genetické tajomstvá, rozdielnosť medzi ...
Čítať Viac