Vaksin asid nukleik menggunakan mRNA untuk memberi arahan kepada sel tentang cara menghasilkan protein yang dikehendaki. Percuma de Droit/iStock melalui Getty Images
Dua vaksin coronavirus yang paling berjaya dibangunkan di AS - vaksin Pfizer dan Moderna - kedua-duanya adalah vaksin mRNA. Idea menggunakan bahan genetik untuk menghasilkan tindak balas imun telah membuka dunia penyelidikan dan potensi penggunaan perubatan yang jauh daripada jangkauan vaksin tradisional. Deborah Fuller ialah ahli mikrobiologi di Universiti Washington yang telah mengkaji vaksin genetik selama lebih 20 tahun. Kami bercakap dengannya tentang masa depan vaksin mRNA untuk podcast The Conversation Weekly. Di bawah adalah petikan daripada perbualan itu yang telah disunting untuk panjang dan jelas.
Berapa lamakah vaksin berasaskan gen telah dibangunkan?
Vaksin jenis ini telah dalam usaha untuk kira-kira tahun 30. Vaksin asid nukleik adalah berdasarkan idea bahawa DNA membuat RNA dan kemudian RNA membuat protein. Untuk mana-mana protein tertentu, sebaik sahaja kita mengetahui urutan atau kod genetik, kita boleh mereka bentuk molekul mRNA atau DNA yang menggesa sel seseorang untuk mula membuatnya.
Apabila kami mula-mula memikirkan idea ini untuk meletakkan kod genetik ke dalam sel seseorang, kami sedang mengkaji kedua-dua DNA dan RNA. Vaksin mRNA tidak berfungsi dengan baik pada mulanya. mereka tidak stabil dan mereka menyebabkan tindak balas imun yang cukup kuat tidak semestinya diingini. Untuk masa yang sangat lama vaksin DNA mengambil tempat duduk hadapan, dan yang sangat ujian klinikal pertama adalah dengan vaksin DNA.
Tetapi kira-kira tujuh atau lapan tahun yang lalu, vaksin mRNA mula memimpin. Penyelidik menyelesaikan banyak masalah - terutamanya masalah ketidakstabilan – dan ditemui teknologi baharu untuk menyampaikan mRNA ke dalam sel dan cara mengubah suai urutan pengekodan kepada menjadikan vaksin lebih selamat untuk digunakan pada manusia.
Sebaik sahaja masalah itu diselesaikan, teknologi itu benar-benar bersedia untuk menjadi alat revolusioner untuk perubatan. Ini hanya ketika COVID-19 melanda.
Apakah yang membezakan vaksin asid nukleik daripada vaksin tradisional?
Kebanyakan vaksin mendorong tindak balas antibodi. Antibodi adalah mekanisme imun utama yang menghalang jangkitan. Semasa kami mula mengkaji vaksin asid nukleik, kami mendapati bahawa kerana vaksin ini dinyatakan dalam sel kita, ia juga sangat berkesan untuk mendorong tindak balas sel T. Penemuan ini benar-benar mendorong pemikiran tambahan tentang bagaimana penyelidik boleh menggunakan vaksin asid nukleik bukan sahaja untuk penyakit berjangkit, tetapi juga untuk imunoterapi untuk merawat kanser dan penyakit berjangkit kronik - seperti HIV, hepatitis B dan herpes - serta gangguan autoimun dan juga untuk terapi gen .
Bagaimanakah vaksin boleh merawat kanser atau penyakit berjangkit kronik?
Tindak balas sel T sangat penting untuk mengenal pasti sel yang dijangkiti penyakit kronik dan sel kanser yang menyimpang. Mereka juga memainkan peranan besar dalam menghapuskan sel-sel ini dari badan.
Apabila sel menjadi barah, ia mula menghasilkan neoantigen. Dalam kes biasa, sistem imun mengesan neoantigen ini, menyedari bahawa ada sesuatu yang tidak kena dengan sel dan menghapuskannya. Sebab sesetengah orang mendapat tumor adalah kerana sistem imun mereka tidak cukup mampu untuk menghapuskan sel tumor, jadi sel merambat.
Dengan vaksin mRNA atau DNA, matlamatnya adalah untuk menjadikan badan anda lebih berkebolehan mengenali neoantigen yang sangat spesifik yang dihasilkan oleh sel kanser. Jika sistem imun anda dapat mengenali dan melihatnya dengan lebih baik, ia akan menyerang sel-sel kanser dan menghapuskannya dari badan.
Strategi yang sama ini boleh digunakan untuk penghapusan jangkitan kronik seperti HIV, hepatitis B dan herpes. Virus ini menjangkiti tubuh manusia dan kekal di dalam badan selama-lamanya melainkan sistem imun menghapuskannya. Sama seperti cara vaksin asid nukleik boleh melatih sistem imun untuk menghapuskan sel kanser, ia boleh digunakan untuk melatih sel imun kita untuk mengenali dan menghapuskan sel yang dijangkiti secara kronik.
Apakah status vaksin ini?
Beberapa ujian klinikal pertama vaksin asid nukleik berlaku pada tahun 1990-an dan adalah untuk kanser, terutamanya untuk melanoma.
Hari ini, terdapat a bilangan ujian klinikal mRNA yang sedang dijalankan untuk rawatan melanoma, kanser prostat, kanser ovari, kanser payudara, leukemia, glioblastoma dan lain-lain, dan terdapat beberapa hasil yang menjanjikan. Moderna baru-baru ini mengumumkan keputusan yang menjanjikan dengan percubaan fasa 1 menggunakan mRNA untuk merawat tumor pepejal dan limfoma
Terdapat juga banyak ujian berterusan melihat vaksin DNA kanser, kerana vaksin DNA adalah amat berkesan dalam mendorong tindak balas sel T. Sebuah syarikat bernama Inovio baru-baru ini menunjukkan kesan yang ketara terhadap kanser serviks yang disebabkan oleh virus papilloma manusia pada wanita menggunakan vaksin DNA.
Bolehkah vaksin asid nukleik merawat gangguan autoimun?
Gangguan autoimun berlaku apabila sel imun seseorang sebenarnya menyerang bahagian badan orang itu sendiri. Contohnya ialah multiple sclerosis. Jika anda mempunyai multiple sclerosis, anda sel imun sendiri menyerang myelin, protein yang melapisi sel saraf dalam otot anda.
Cara untuk menghapuskan gangguan autoimun adalah dengan memodulasi sel imun anda untuk menghalangnya daripada menyerang protein anda sendiri. Berbeza dengan vaksin, yang matlamatnya adalah untuk merangsang sistem imun untuk mengenali sesuatu dengan lebih baik, rawatan untuk penyakit autoimun berusaha untuk melembapkan sistem imun supaya ia berhenti menyerang sesuatu yang tidak sepatutnya. Baru-baru ini, penyelidik mencipta vaksin mRNA yang mengekodkan protein myelin dengan arahan genetik yang sedikit diubah suai untuk menghalangnya daripada merangsang tindak balas imun. Daripada mengaktifkan sel T normal yang meningkatkan tindak balas imun, vaksin menyebabkan badan menghasilkan sel pengawalseliaan T yang secara khusus menindas hanya sel T yang menyerang mielin.
Banyak penyakit berlaku apabila orang mengalami mutasi atau kehilangan gen tertentu, dan vaksin asid nukleik boleh bertindak sebagai pengganti sementara untuk gen yang hilang. ttsz/iStock melalui Getty Images
Sebarang aplikasi lain teknologi vaksin baharu?
Aplikasi terakhir sebenarnya adalah salah satu perkara pertama yang difikirkan oleh penyelidik tentang menggunakan vaksin DNA dan mRNA untuk: terapi gen. Sesetengah orang dilahirkan tanpa gen tertentu. Matlamat terapi gen adalah untuk membekalkan sel dengan arahan yang hilang yang mereka perlukan untuk menghasilkan protein penting.
Satu contoh yang baik ialah cystic fibrosis, penyakit genetik yang disebabkan oleh mutasi dalam satu gen. Menggunakan DNA atau vaksin mRNA, penyelidik sedang menyiasat kemungkinan pada dasarnya menggantikan gen yang hilang dan membenarkan badan seseorang untuk menghasilkan protein yang hilang secara sementara. Sebaik sahaja protein hadir, gejala boleh hilang, sekurang-kurangnya buat sementara waktu. MRNA tidak akan bertahan lama dalam tubuh manusia, ia juga tidak akan berintegrasi ke dalam genom manusia atau mengubah genom dalam apa jua cara. Jadi dos tambahan akan diperlukan apabila kesannya hilang.
Penyelidikan telah menunjukkan bahawa konsep ini boleh dilaksanakan, tetapi ia masih memerlukan usaha.
Tentang Pengarang
Deborah Fuller, Profesor Mikrobiologi, Pusat Pengajian Perubatan, Universiti Washington
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Badan Mengekalkan Skor: Otak Minda dan Badan dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini meneroka hubungan antara trauma dan kesihatan fizikal dan mental, menawarkan pandangan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Nafas: Sains Baharu Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini meneroka sains dan amalan pernafasan, menawarkan pandangan dan teknik untuk meningkatkan kesihatan fizikal dan mental.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
The Plant Paradox: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sihat" Yang Menyebabkan Penyakit dan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini meneroka kaitan antara diet, kesihatan dan penyakit, menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kod Kekebalan: Paradigma Baharu untuk Kesihatan Sebenar dan Anti-Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baharu tentang kesihatan dan imuniti, menggunakan prinsip epigenetik dan menawarkan pandangan serta strategi untuk mengoptimumkan kesihatan dan penuaan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Panduan Lengkap Puasa: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Selang Selang, Hari Bergantian dan Berpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini meneroka sains dan amalan berpuasa yang menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
