На канферэнцыі па вакцынах і ахове здароўя эксперты заклікалі «ўсім звярнуць увагу на мРНК-вакцыны, якія даюць чалавеку магчымасць неабмежаванага мыслення».Дык што ж такое мРНК-вакцына?Як ён быў адкрыты і ў чым яго прымяненне?Ці можа ён супрацьстаяць COVID-19, які бушуе па ўсім свеце?Ці паспяхова мая краіна распрацавала мРНК-вакцыну?Сёння давайце даведаемся пра мінулае і сучаснасць мРНК-вакцын.

01
Што такое мРНК у мРНК вакцынах?

мРНК (інфармацыйная РНК), гэта значыць інфармацыйная РНК, - гэта тып адналанцуговай РНК, якая транскрыбуецца з ланцуга ДНК у якасці шаблону і нясе генетычную інфармацыю, якая можа кіраваць сінтэзам бялку.Кажучы непрафесіяналам, мРНК паўтарае генетычную інфармацыю аднаго ланцуга двухцепочечной ДНК у ядры, а затым пакідае ядро ​​для вытворчасці бялкоў у цытаплазме.У цытаплазме рыбасомы рухаюцца ўздоўж мРНК, счытваюць яе базавую паслядоўнасць і пераводзяць яе ў адпаведную амінакіслату, у канчатковым выніку ўтвараючы бялок (малюнак 1).

Малюнак 1 Працэс мРНК

02
Што такое мРНК-вакцына і чым яна ўнікальная?

МРНК-вакцыны ўводзяць у арганізм мРНК, якая кадуе спецыфічныя для захворвання антыгены, і выкарыстоўваюць механізм сінтэзу бялку клеткі-гаспадара для стварэння антыгенаў, тым самым выклікаючы імунны адказ.Звычайна паслядоўнасці мРНК спецыфічных антыгенаў могуць быць сканструяваны ў адпаведнасці з рознымі захворваннямі, спакаваныя і транспартаваныя ў клеткі з дапамогай новых часціц-нананосьбітаў ліпідаў, а затым паслядоўнасці мРНК рыбасом чалавека выкарыстоўваюцца для трансляцыі паслядоўнасцей мРНК для атрымання бялкоў антыгенаў хваробы, якія распазнаюцца аутоіммунной сістэмай пасля сакрэцыі для стварэння імуннага адказу, каб дасягнуць ролі прафілактыкі захворванняў (малюнак 2).

Малюнак 2. Эфект мРНК вакцыны in vivo

Такім чынам, у чым унікальнасць гэтага тыпу мРНК-вакцыны ў параўнанні з традыцыйнымі вакцынамі?МРНК-вакцыны з'яўляюцца самымі перадавымі вакцынамі трэцяга пакалення, і неабходныя далейшыя даследаванні для павышэння іх стабільнасці, рэгулявання іх імунагеннасці і распрацоўкі новых тэхналогій дастаўкі.

Першае пакаленне традыцыйных вакцын у асноўным уключае інактываваныя вакцыны і жывыя аслабленыя вакцыны, якія найбольш шырока выкарыстоўваюцца.Інактываваныя вакцыны адносяцца да спачатку культывавання вірусаў або бактэрый, а затым іх інактывацыі цяплом або хімічнымі рэчывамі (звычайна фармалінам);жывыя аслабленыя вакцыны ставяцца да ўзбуджальнікаў, якія мутуюць і саслабляюць сваю таксічнасць пасля розных апрацовак.але пры гэтым захоўвае сваю імунагеннасць.Прышчэпка ў арганізм не прывядзе да ўзнікнення захворвання, але ўзбуджальнік можа расці і размнажацца ў арганізме, выклікаць імунную рэакцыю арганізма і гуляць ролю ў атрыманні доўгатэрміновай або пажыццёвай абароны.

Другое пакаленне новых вакцын уключае вакцыны субадзінак і рэкамбінантныя бялковыя вакцыны.Субадзінічная вакцына - гэта вакцынная субадзінічная вакцына, якая складаецца з асноўных ахоўных імунагенных кампанентаў патагенных бактэрый, гэта значыць шляхам хімічнага раскладання або кантраляванага пратэалізу вылучаецца і адсейваецца спецыяльная бялковая структура бактэрый і вірусаў.Вакцыны з імуналагічна актыўных фрагментаў;рэкамбінантныя бялковыя вакцыны - гэта рэкамбінантныя вавёркі антыгенаў, якія вырабляюцца ў розных клеткавых сістэмах экспрэсіі.

Да трэцяга пакалення перадавых вакцын адносяцца ДНК-вакцыны і мРНК-вакцыны.Гэта непасрэднае ўвядзенне фрагмента віруснага гена (ДНК або РНК), які кадуе пэўны антыгенны бялок, у саматычныя клеткі жывёл (ін'екцыя вакцыны ў арганізм чалавека) і вытворчасць антыгеннага бялку праз сістэму бялковага сінтэзу клеткі-гаспадара, прымушаючы гаспадара выпрацоўваць імунітэт да рэакцыі антыгеннага бялку для дасягнення мэты прафілактыкі і лячэння захворвання.Розніца паміж імі заключаецца ў тым, што ДНК спачатку транскрыбуецца ў мРНК, а потым сінтэзуецца бялок, у той час як мРНК сінтэзуецца непасрэдна.

03
Гісторыя адкрыцця і значэнне прымянення мРНК вакцыны

Калі справа даходзіць да мРНК-вакцын, мы павінны згадаць выдатную вучоную Каці Карыко, якая заклала трывалую навукова-даследчую аснову для з'яўлення мРНК-вакцын.Падчас вучобы яна была поўная цікавасці да мРНК.За сваю больш чым 40-гадовую навукова-даследчую кар'еру яна неаднаразова цярпела няўдачы, не звярталася ў фонды навуковых даследаванняў і не мела стабільнай навуковай пазіцыі, але яна заўсёды настойвала на даследаванні мРНК.

Каці Карыта

У з'яўленні мРНК-вакцын ёсць тры важныя вузлы.

На першым этапе ёй удалося вырабіць жаданую малекулу мРНК праз культуру клетак, але яна сутыкнулася з праблемай, каб прымусіць мРНК функцыянаваць у арганізме: пасля ін'екцыі мРНК у мыш, яна будзе праглынутая імуннай сістэмай мышы.Потым яна пазнаёмілася з Вайсманам.Яны выкарыстоўвалі малекулу ў тРНК пад назвай псеўдаурыдын, каб прымусіць мРНК пазбегнуць імуннага адказу.][2].
На другім этапе, прыкладна ў 2000 г., прафесар Пітэр Куліс вывучаў ліпідныя нанатэхналогіі LNP для дастаўкі in vivo siRNA для прымянення замоўчвання генаў [3][4].Weissman арганізацыі Kariko і інш.выявілі, што LNP з'яўляецца прыдатным носьбітам мРНК in vivo і можа стаць каштоўным інструментам для дастаўкі мРНК, якія кадуюць тэрапеўтычныя вавёркі, і пасля праверана ў прафілактыцы віруса Зіка, ВІЧ і пухлін [5] ][6][7][8].

На трэцім этапе, у 2010 і 2013 гадах, Moderna і BioNTech паслядоўна атрымалі патэнтныя ліцэнзіі на сінтэз мРНК ад Універсітэта Пенсільваніі для далейшага развіцця.Каталін таксама стаў старэйшым віцэ-прэзідэнтам BioNTech у 2013 годзе для далейшай распрацоўкі мРНК-вакцын.

Сёння мРНК-вакцыны можна выкарыстоўваць пры інфекцыйных захворваннях, пухлінах і астме.У выпадку COVID-19, які бушуе па ўсім свеце, мРНК-вакцыны могуць згуляць ролю авангарду.

04
Перспектывы прымянення мРНК-вакцыны супраць COVID-19

Ва ўмовах глабальнай эпідэміі COVID-19 краіны ўпарта працуюць над распрацоўкай вакцыны для стрымлівання эпідэміі.Як новы тып вакцыны мРНК-вакцына адыграла вядучую ролю ў з'яўленні новай кароннай эпідэміі.Многія вядучыя часопісы паведамляюць пра ролю мРНК у новым каранавірусе SARS-CoV-2 (малюнак 3).

Малюнак 3. Справаздача аб мРНК-вакцынах для прафілактыкі новага каранавіруса (ад NCBI)

Перш за ўсё, многія навукоўцы паведамілі аб даследаванні мРНК-вакцыны (мРНК SARS-CoV-2) супраць новага коронавируса на мышах.Напрыклад: вакцына мРНК, мадыфікаваная ліпіднымі наначасціцамі, мадыфікаваная нуклеазідамі (мРНК-LNP), ін'екцыя адной дозы выклікае моцную рэакцыю CD4+ Т- і CD8+ Т-клетак тыпу 1, рэакцыю доўгажывучых клетак плазмы і В-клетак памяці, а таксама моцны і ўстойлівы адказ нейтралізуючых антыцелаў.Гэта сведчыць аб тым, што вакцына мРНК-LNP з'яўляецца перспектыўным кандыдатам супраць COVID-19[9][10].

Па-другое, некаторыя навукоўцы параўналі дзеянне мРНК SARS-CoV-2 і традыцыйных вакцын.У параўнанні з рэкамбінантнымі бялковымі вакцынамі: мРНК-вакцыны значна пераўзыходзяць бялковыя вакцыны ў адказе зародкавага цэнтра, актывацыі Tfh, выпрацоўцы нейтралізуючых антыцелаў, спецыфічных В-клетках памяці і доўгажывучых плазматычных клетках [11] .

Потым, калі кандыдаты на мРНК-вакцыну супраць SARS-CoV-2 пачалі клінічныя выпрабаванні, узнікла заклапочанасць адносна кароткай працягласці абароны ад вакцыны.Навукоўцы распрацавалі інкапсуляваную ў ліпіды форму нуклеазідна-мадыфікаванай мРНК-вакцыны пад назвай мРНК-RBD.Адна ін'екцыя можа стварыць моцныя нейтралізуючыя антыцелы і клеткавыя рэакцыі і можа амаль цалкам абараніць мадэльных мышэй, заражаных 2019-nCoV, з высокім узроўнем нейтралізуючых антыцелаў, які падтрымліваецца як мінімум на працягу 6,5 месяцаў.Гэтыя дадзеныя сведчаць аб тым, што адна доза мРНК-RBD забяспечвае доўгатэрміновую абарону ад заражэння SARS-CoV-2 [12].
Ёсць таксама навукоўцы, якія працуюць над распрацоўкай новых бяспечных і эфектыўных вакцын супраць COVID-19, такіх як вакцына BNT162b.Абараняла макак ад SARS-CoV-2, абараняла ніжнія дыхальныя шляхі ад РНК віруса, выпрацоўвала вельмі магутныя антыцелы і не выяўляла прыкмет узмацнення захворвання.Два кандыдаты ў цяперашні час знаходзяцца на стадыі ацэнкі ў фазе I выпрабаванняў, і ацэнка ў глабальных фазах II/III выпрабаванняў таксама працягваецца, і заяўка не за гарамі [13].

05
Статус мРНК-вакцыны ў свеце

У цяперашні час BioNTech, Moderna і CureVac уваходзяць у тройку сусветных лідэраў у галіне мРНК-тэрапіі.Сярод іх BioNTech і Moderna знаходзяцца ў авангардзе даследаванняў і распрацовак новай кароннай вакцыны.Moderna засяроджваецца на даследаванні і распрацоўцы лекаў і вакцын, звязаных з мРНК.Выпрабаванне вакцыны мРНК-1273 фазы III супраць COVID-19 з'яўляецца самым хуткарослым праектам кампаніі.BioNTech таксама з'яўляецца вядучай сусветнай кампаніяй па даследаванні і распрацоўцы лекавых сродкаў мРНК і вакцын, у агульнай складанасці 19 прэпаратаў/вакцын мРНК, 7 з якіх уступілі ў клінічную стадыю.CureVac засяроджваецца на даследаваннях і распрацоўцы мРНК-лекарстваў/вакцын і з'яўляецца першай кампаніяй у свеце, якая стварыла лінію па вытворчасці РНК, якая адпавядае GMP, засяродзіўшыся на пухлінах, інфекцыйных і рэдкіх захворваннях.

Спадарожныя тавары:Інгібітар РНКазы
Ключавыя словы: мікраРНК-вакцына, вылучэнне РНК, экстракцыя РНК, інгібітар РНКазы

Спіс літаратуры:1.K Karikó, Buckstein M, Ni H і інш.Падаўленне распазнання РНК Toll-падобнымі рэцэптарамі: уплыў мадыфікацыі нуклеазідаў і эвалюцыйнае паходжанне РНК [J].Імунітэт, 2005, 23 (2): 165-175.
2. K Karikó, Muramatsu H, Welsh FA і інш.Уключэнне псеўдаурыдыну ў мРНК дае выдатны неімунагенны вектар з падвышанай трансляцыйнай здольнасцю і біялагічнай стабільнасцю [J].Малекулярная тэрапія, 2008.3.Чон А, Калліс PR.Апошнія дасягненні ў галіне ліпасомных тэхналогій і іх прымянення для сістэмнай дастаўкі генаў [J].Advanced Drug Delivery Reviews, 1998, 30(1-3):73.4.Kulkarni JA, Witzigmann D, Chen S і інш.Тэхналогія ліпідных наначасціц для клінічнай трансляцыі тэрапеўтычных сродкаў siRNA [J].Уліковы запіс хімічных даследаванняў, 2019, 52 (9).5.Карыко, Каталін, Мэдэн і інш.Кінетыка экспрэсіі нуклеазідна-мадыфікаванай мРНК, якая дастаўляецца ў ліпідных наначасціцах мышам рознымі шляхамі [J].Journal of Controlled Release Official Journal of the Controlled Release Society, 2015.6.Абарона ад віруса Зіка з дапамогай адной вакцынацыі мРНК, мадыфікаванай нуклеазідамі [J].Прырода, 2017, 543 (7644): 248-251.7.Pardi N, Secreto AJ, Shan X і інш.Увядзенне нуклеазідна-мадыфікаванай мРНК, якая кадуе шырока нейтралізуючыя антыцелы, абараняе ачалавечаных мышэй ад заражэння ВІЧ-1 [J].Nature Communications, 2017, 8:14630.8.Stadler CR, B?Hr-Mahmud H, Celik L і інш.Ліквідацыя буйных пухлін у мышэй біспецыфічнымі антыцеламі, кадаванымі мРНК [J].Прыродная медыцына, 2017.09.NN Zhang, Li XF, Deng YQ і інш.Тэрмастабільная мРНК-вакцына супраць COVID-19 [J].Клетка, 2020.10.D Laczkó, Хоган MJ, Toulmin SA і інш.Аднакратная імунізацыя нуклеазідна-мадыфікаванымі мРНК-вакцынамі выклікае моцную клеткавую і гумаральную імунную рэакцыю супраць SARS-CoV-2 у мышэй - ScienceDirect[J].2020.11.Lederer K, Castao D, Atria DG і інш.МРНК-вакцыны супраць SARS-CoV-2 спрыяюць рэакцыі магутных антыген-спецыфічных зародкавых цэнтраў, звязаных з выпрацоўкай нейтралізуючых антыцелаў [J].Імунітэт, 2020, 53 (6): 1281-1295.e5.12.Huang Q, Ji K, Tian S і інш.МРНК-вакцына з адной дозай забяспечвае доўгатэрміновую абарону трансгенных мышэй hACE2 ад SARS-CoV-2 [J].Сувязі з прыродай.13.Фогель А. Б., Канеўскі І., Е. С. і інш.Імунагенныя вакцыны BNT162b абараняюць макак-рэзус ад SARS-CoV-2 [J].Прырода, 2021:1-10.