Po szczepionce na COVID, czas na malarię. Rewolucyjne mRNA

Prace nad szczepionką przeciwko malarii raczej nie postępowały do przodu w ostatnich dziesięcioleciach. Wprawdzie od paru lat istnieje szczepionka RTS,S, która może zapobiec jednej trzeciej infekcji, zaś od tego roku jest prawdopodobnie jeszcze bardziej skuteczna szczepionka o nazwie R21/Matrix-M, która osiąga 75-procentową skuteczność. Ale może da się zrobić więcej?

Tak przynajmniej sądzi założyciel firmy BioNTech Ugur Sahin, który poinformował 26 lipca we Frankfurcie nad Menem, że chce stworzyć szczepionkę na malarię. Od przyszłego roku mogłyby się rozpocząć badania kliniczne.

Zapowiedziana szczepionka ma wykorzystywać informacyjny RNA (mRNA). W tym roku producenci szczepionek BioNTech/Pfizer i Moderna po raz pierwszy wprowadzili do powszechnego użytku tego typu szczepionki na COVID-19.  Ale skąd wzięła się technologia mRNA i jak powstawała? Oto najważniejsze pytania i odpowiedzi:

Jak działa mRNA?

Zadanie RNA (kwasu rybonukleinowego) w naszym organizmie polega na wykorzystaniu informacji z naszego genomu, DNA, do produkcji białek. Ma to miejsce w komórkowych fabrykach białek, rybosomach. Tam odbywa się biosynteza protein.    

 Medycyna wykorzystuje ten proces. W szczepionkach sztucznie wytworzony mRNA dostarcza rybosomom instrukcję budowy antygenów zarazków, które chce się zwalczać, jak na przykład białko spike koronawirusa.

Rybosomy produkując te antygeny prowokują odpowiedź immunologiczną organizmu. Ta wymierzona jest w intruzów, którzy mają określone cechy powierzchniowe białka – na przykład właśnie tego białka spike.

Pracując nad szczepionką na raka badacze identyfikują typowe białka na powierzchni określonych komórek rakowych i opracowują pasujące do nich mRNA w nadziei, że układ odpornościowy zaatakuje komórki raka. W podobny sposób badacze chcą postępować poszukując szczepionek przeciwko bakteriom albo zarodźcom (wywołującym malarię).

Czym różni się mRNA od innych szczepionek?

Podstawowa różnica polega na tym, że dotychczasowe szczepionki żywe bądź nieżywe wprowadzają antygen, na który zareagować ma układ odpornościowy. Szczepionki mRNA natomiast dopiero wywołują produkcję antygenu w komórkach. To ułatwia wytworzenie szczepionek i ich dopasowanie do innych zarazków, bo trzeba jedynie dostosować wypróbowane procedury do zmienionego specyficznego mRNA.

Kiedy pojawił się pomysł wykorzystania mRNA?

 Pomysł nie jest taki nowy. Już w 1961 roku biolodzy Sydney Brenner, Francois Jakob i Matthew Meselson odkryli, że kwas rybonukleinowy jest w stanie przenosić informacje genetyczne, które mogą na przykład służyć biosyntezie białek w komórkach. Dopiero wirusolog Robert Malone zdołał to przeprowadzić w 1989 roku.

Pierwsze próby ze szczepionkami przeprowadzano w latach 1993-1994 na myszach. Takie badania prowadzono ze szczepionką na wirusa gorączki lasu Semliki, który został wykryty w 1942 roku w Ugandzie i atakuje głównie gryzonie. Pierwsze badania kliniczne nad szczepionkami mRNA z udziałem człowieka prowadzono w 2002 i 2003 roku. Koncentrowały się przede wszystkim na zwalczaniu komórek rakowych. Także w następnych latach w badaniach skupiano się przede wszystkim na walce z rakiem.

Jakie wykorzystanie szczepionek mRNA rozważa się dziś?

Obecnie w centrum badań jest wiele zarazków, które mogłyby być zwalczane dzięki szczepionce mRNA. Wśród nich jest wiele wirusów, jak HIV, wścieklizna, Zika, czikungunia, grypa czy Denga. Tu są duże nadzieje, że badania szybko przyniosą pozytywne efekty. Sukces w walce z COVID-19 pokazał bowiem, że szczepionki mRNA są skuteczne przeciwko wirusom.

Walka z rakiem należy do najstarszych i najbardziej zaawansowanych obszarów badań nad mRNA. W czerwcu BioNTech rozpoczął drugą fazę badań w walce z zaawansowanym rakiem skóry. Oczywiście nie można tu łatwo przenieść doświadczeń z prac nad szczepionką na COVID-19. Komórki rakowe są o wiele większe niż wirusy. Inna jest reakcja układu odpornościowego.

Równie duży znak zapytania dotyczy też badań nad szczepionką na malarię. Wywołują ją jednokomórkowce, które w przeszłości wielokrotnie pokazały, jak trudno je zwalczyć.

Prawdopodobnie kluczem do sukcesu w przypadku raka i malarii jest identyfikacja białek, które mają centralne znaczenie dla funkcjonowania czynnika wywołującego chorobę, a jednocześnie prowokują bardzo silną reakcję immunologiczną organizmu. Własny układ odpornościowy musi w końcu w obu przypadkach zabić komórki chore, nie szkodząc tym zdrowym.

Czy technologia mRNA zrewolucjonizuje medycynę?

 Jest jeszcze za wcześnie, by to stwierdzić. Na pewno medycy wiążą duże nadzieje z technologią mRNA. Sporo dałoby już opracowanie skuteczniejszej szczepionkina grypę. A jeżeli faktycznie uda się za pomocą szczepionek mRNA zmobilizować układ odpornościowy do ataku i zniszczenia patologicznych komórek, to byłby to ogromny przełom. Technologia ta mogłaby wówczas mieć zastosowanie w całkiem innych obszarach medycyny, których badania na razie jeszcze w ogóle nie dotyczą.

Rewolucją w medycynie mogłoby być samo to, że szczepionki zyskają na znaczeniu wobec terapii lekowych. Są bowiem o wiele mniej kosztowne dla pacjentów i systemów służby zdrowia.