Nukleinsyrevacciner bruger mRNA til at give celler instruktioner om, hvordan man producerer et ønsket protein. Libre de Droit/iStock via Getty Images

De to mest succesrige coronavirus-vacciner udviklet i USA - Pfizer- og Moderna-vaccinerne - er begge mRNA-vacciner. Ideen om at bruge genetisk materiale til at producere et immunrespons har åbnet en verden af ​​forskning og potentielle medicinske anvendelser langt uden for rækkevidde af traditionelle vacciner. Deborah Fuller er mikrobiolog ved University of Washington, som har studeret genetiske vacciner i mere end 20 år. Vi talte med hende om fremtiden for mRNA-vacciner til The Conversation Weekly podcast. Nedenfor er uddrag fra den samtale, som er blevet redigeret for længde og klarhed.

Hvor længe har genbaserede vacciner været under udvikling?

Denne type vaccine har været under arbejde for omkring 30 år. Nukleinsyrevacciner er baseret på ideen om, at DNA laver RNA og derefter RNA danner proteiner. For et givet protein, når vi kender den genetiske sekvens eller kode, kan vi designe et mRNA- eller DNA-molekyle, der får en persons celler til at begynde at lave det.

Da vi først tænkte på ideen om at sætte en genetisk kode ind i nogens celler, studerede vi både DNA og RNA. mRNA-vaccinerne virkede ikke særlig godt i starten. De var ustabile og de forårsagede ret stærke immunresponser ikke nødvendigvis ønskeligt. I meget lang tid indtog DNA-vacciner forsædet, og selve de første kliniske forsøg var med en DNA-vaccine.

Men for omkring syv eller otte år siden begyndte mRNA-vacciner at tage føringen. Forskere løste mange af problemerne - især ustabilitet – og opdaget nye teknologier til at levere mRNA ind i celler og måder at modificere den kodende sekvens til gøre vaccinerne meget mere sikre at bruge hos mennesker.

Da disse problemer var løst, var teknologien virkelig klar til at blive et revolutionerende værktøj til medicin. Det var lige da COVID-19 ramte.

Hvad adskiller nukleinsyrevacciner sig fra traditionelle vacciner?

De fleste vacciner inducerer antistofreaktioner. Antistoffer er den primære immunmekanisme, der blokerer infektioner. Da vi begyndte at studere nukleinsyrevacciner, opdagede vi, at fordi disse vacciner udtrykkes i vores celler, var de også meget effektiv til at inducere et T-cellerespons. Denne opdagelse gav virkelig anledning til yderligere overvejelser om, hvordan forskere kunne bruge nukleinsyrevacciner, ikke kun til infektionssygdomme, men også til immunterapi til behandling af kræftformer og kroniske infektionssygdomme – såsom HIV, hepatitis B og herpes – såvel som autoimmune sygdomme og endda til genterapi. .

Hvordan kan en vaccine behandle kræft eller kroniske infektionssygdomme?

T-celleresponser er meget vigtige for at identificere celler inficeret med kroniske sygdomme og afvigende cancerceller. De spiller også en stor rolle i at fjerne disse celler fra kroppen.

Når en celle bliver kræft, er den begynder at producere neoantigener. I normale tilfælde opdager immunsystemet disse neoantigener, erkender, at der er noget galt med cellen og eliminerer det. Grunden til, at nogle mennesker får tumorer, er, at deres immunsystem ikke helt er i stand til at eliminere tumorcellerne, så cellerne formerer sig.

Med en mRNA- eller DNA-vaccine er målet at gøre din krop bedre i stand til at genkende de helt specifikke neoantigener, kræftcellen har produceret. Hvis dit immunsystem kan genkende og se dem bedre, vil det angribe kræftcellerne og fjerne dem fra kroppen.

Den samme strategi kan anvendes på eliminering af kroniske infektioner som HIV, hepatitis B og herpes. Disse vira inficerer den menneskelige krop og bliver i kroppen for evigt, medmindre immunsystemet eliminerer dem. På samme måde som nukleinsyrevacciner kan træne immunsystemet til at eliminere kræftceller, kan de bruges til at træne vores immunceller til at genkende og eliminere kronisk inficerede celler.

Hvad er status for disse vacciner?

Nogle af de allerførste kliniske forsøg med nukleinsyrevacciner fandt sted i 1990'erne og var for kræftisær for melanom.

I dag er der en antallet af igangværende mRNA kliniske forsøg til behandling af melanom, prostatacancer, ovariecancer, brystkræft, leukæmi, glioblastom og andre, og der har været nogle lovende resultater. Moderna annoncerede for nylig lovende resultater med sit fase 1-forsøg med brug af mRNA til behandle solide tumorer og lymfom

Der er også mange igangværende forsøg, der ser på kræft-DNA-vacciner, fordi det er DNA-vacciner særlig effektiv til at inducere T-celleresponser. Et firma kaldet Inovio påviste for nylig en betydelig indvirkning på livmoderhalskræft forårsaget af humant papillomavirus hos kvinder ved hjælp af en DNA-vaccine.

Kan nukleinsyrevacciner behandle autoimmune sygdomme?

Autoimmune lidelser opstår, når en persons immunceller faktisk angriber en del af personens egen krop. Et eksempel på dette er multipel sklerose. Hvis du har sclerose, kan din egne immunceller angriber myelin, et protein, der dækker nervecellerne i dine muskler.

Måden at eliminere en autoimmun lidelse på er at modulere dine immunceller for at forhindre dem i at angribe dine egne proteiner. I modsætning til vacciner, hvis mål er at stimulere immunsystemet til bedre at genkende noget, søger behandling for autoimmune sygdomme at dæmpe immunsystemet, så det holder op med at angribe noget, det ikke burde. For nylig skabte forskere en mRNA-vaccine, der koder for et myelinprotein med let tilpassede genetiske instruktioner for at forhindre det i at stimulere immunresponser. I stedet for at aktivere normale T-celler, der øger immunresponsen, fik vaccinen kroppen til producere T-regulatoriske celler som specifikt kun undertrykte de T-celler, der angreb myelin.

Mange sygdomme opstår, når folk har mutationer eller mangler bestemte gener, og nukleinsyrevacciner kan fungere som midlertidige erstatninger for de manglende gener. ttsz/iStock via Getty Images

Andre anvendelser af den nye vaccineteknologi?

Den sidste ansøgning er faktisk en af ​​de allerførste ting, som forskere tænkte på at bruge DNA- og mRNA-vacciner til: genterapi. Nogle mennesker er født uden bestemte gener. Målet med genterapi er at forsyne cellerne med de manglende instruktioner, de skal bruge for at producere et vigtigt protein.

Et godt eksempel på dette er cystisk fibrose, en genetisk sygdom forårsaget af mutationer i et enkelt gen. Ved hjælp af DNA eller en mRNA-vaccine undersøger forskere muligheden for i det væsentlige at erstatte det manglende gen og lade en persons krop midlertidigt producere det manglende protein. Når først proteinet er til stede, kan symptomerne forsvinde, i det mindste midlertidigt. mRNA'et ville ikke vare ret længe i den menneskelige krop, og det ville heller ikke integreres i menneskers genomer eller ændre genomet på nogen måde. Så yderligere doser ville være nødvendige, efterhånden som effekten aftog.

Forskning har vist, at dette koncept er gennemførligt, men det kræver stadig noget arbejde.

Om forfatteren

Deborah Fuller, professor i mikrobiologi, School of Medicine, University of Washington

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede Bøger:

Kroppen holder scoren: Hjernens sind og krop i helingen af ​​traumer

af Bessel van der Kolk

Denne bog udforsker forbindelserne mellem traumer og fysisk og mental sundhed, og tilbyder indsigt og strategier for helbredelse og bedring.

Klik for mere info eller for at bestille

Breath: The New Science of a Lost Art

af James Nestor

Denne bog udforsker videnskaben og praksisen med åndedræt og tilbyder indsigt og teknikker til at forbedre fysisk og mental sundhed.

Klik for mere info eller for at bestille

Planteparadokset: De skjulte farer ved "sunde" fødevarer, der forårsager sygdom og vægtøgning

af Steven R. Gundry

Denne bog udforsker forbindelserne mellem kost, sundhed og sygdom, og tilbyder indsigt og strategier til at forbedre den generelle sundhed og velvære.

Klik for mere info eller for at bestille

Immunitetskoden: Det nye paradigme for ægte sundhed og radikal anti-aldring

af Joel Greene

Denne bog tilbyder et nyt perspektiv på sundhed og immunitet, der trækker på principper for epigenetik og tilbyder indsigt og strategier til at optimere sundhed og aldring.

Klik for mere info eller for at bestille

Den komplette guide til faste: Helbred din krop gennem intermitterende, alternativ-dages og forlænget faste

af Dr. Jason Fung og Jimmy Moore

Denne bog udforsker videnskaben og praksis med faste og tilbyder indsigt og strategier til forbedring af den generelle sundhed og velvære.

Klik for mere info eller for at bestille