Від COVID-19 до раку і малярії - важлива роль мРНК-вакцин

Розвиток вакцин проти малярії останніми десятиліттями відбувався радше погано, ніж добре. Щоправда, вже декілька років існує препарат RTS,S, який допомагає уникати приблизно третини інфекцій, а цього року з'явився ще один, ймовірно кращий препарат R21/Matrix-M, дієвість якого досягає 75 відсотків. Однак хіба цього достатньо?

Засновник компанії BioNTech Угур Шахін (Ugur Sahin) так не вважає. 26 липня він повідомив у Франкфурті, що його фірма тепер хоче розробити вакцину від малярії. З кінця наступного року справа може дійти вже до клінічних досліджень.

Анонсований препарат буде ґрунтуватися на принципі матричної РНК (мРНК). Компанії BioNTech/Pfizer та Moderna цього року вперше масовано та успішно випустили на ринок подібні мРНК-вакцини проти COVID-19. Але звідки походить ця технологія, і наскільки вона розвинута? DW розбиралось у найважливіших питаннях.

Читайте також: Як довго захищають вакцини Moderna і BioNTech/Pfizer?

Як функціонує мРНК?

Задачею РНК (рибонуклеїнової кислоти) у нашому тілі полягає у тому, аби використовувати нашу спадкову інформацію, ДНК, для виробництва білків. Це відбувається у рибосомах людських клітин, де й синтезується білок.

Цей процес можна використовувати й у медицині. Під час щеплення штучно створена мРНК надає рибосомам "інструкцію зі збирання" антигенів до збудників хвороб, проти яких була створена вакцина, як, наприклад, проти спайкового білка коронавірусу.

Рибосоми виробляють відповідні антигени і таким чином уможливлюють імунну відповідь тіла на хворобу. Ця відповідь спрямовується тоді проти усіх сторонніх організмів, які мають подібну ознаку, як, наприклад, вже згаданий спайковий білок.

У випадку дослідження потенціального щеплення проти раку вчені ідентифікують, які протеїни є типовими для поверхні певних ракових клітин і потім створюють для них відповідні мРНК у надії, що імунна система буде атакувати й ракові клітини. Подібним чином дослідники хочуть чинити й під час розробки вакцин проти бактерій чи плазмодіїв, як у випадку з малярією.

Що відрізняє мРНК від інших вакцин?

Найголовніша відмінність полягає у тому, що попередні різновиди препаратів містили антиген, на який має реагувати імунна система. мРНК-вакцини, навпаки, активують його виробництво у клітинах.

Це полегшує виробництво вакцин та їхню адаптацію до інших збудників хвороб, адже при цьому доводиться використовувати вже випробувану основу вакцини, у якій треба замінити лише специфічний мРНК.

Наскільки новою є ідея матричної РНК?

Цей принцип є далеко не новим. Ще у 1961 році біологи Сідні Бреннер, Франсуа Джейкоб та Метью Мезельсон з'ясували, що рибонуклеїнові кислоти здатні транспортувати спадкову інформацію, яка використовується для синтезу білків у клітинах. Втілити це на практиці вдалося вже вірусологу Роберту Мелоуну у 1989 році.

Перші досліди з вакцинами проводилися різними дослідницькими групами у 1993 та 1994 роках на мишах. Як, наприклад, у випадку препарату проти лісового вірусу Семіклі, який вперше ізолювали в Уганді в 1942 році і який передусім уражує гризунів.

Перші клінічні досліди з мРНК-вакцинами на людях відбулися у 2002 та 2003 році. Вони передусім концентрувалися на боротьбі з раковими клітинами. У подальшому дослідження мРНК також здебільшого були присвячені боротьбі з раком.

Проти чого зараз використовують мРНК-вакцини?

Є ціла низка збудників хвороб, які перебувають у фокусі дослідників. До них належать багато вірусів, як ВІЛ, Зіка, збудники сказу, грипу та лихоманки денге. У цьому випадку є великі сподівання швидко отримати добрі результати, адже успіхи у боротьбі проти COVID-19 показали, що мРНК-вакцини у випадку вірусів є дієвими.

Боротьба проти раку тим часом належить до найбільш довготривалих та просунутих галузей досліджень мРНК. Так, у червні BioNTech розпочав другу стадію досліджень у боротьбі проти раку шкіри на пізніх стадіях хвороби.

Авжеж, досвід отриманий у подоланні коронавірусу не можна просто перенести на ракові клітини. Вони є набагато більшими за віруси, а реакція імунної системи виглядає зовсім по-іншому.

Настільки ж великий знак питання залишається і у розробці щеплення від малярії. Тут збудники є одноклітинними організмами. І у минулому вони показали - боротися з ними вкрай важко.

Можливо, ключ до успіху у боротьбі з раком і малярією полягає у тому, аби ідентифікувати протеїни, які є ключовими для функціонування кожного зі збудників і попри це викликають сильну імунну реакцію тіла. Людська імунна система, зрештою, мусить у обох випадках знищувати клітини, що викликають хворобу, без того, аби шкодити здоровим клітинам організму людини.

Чи змінить технологія мРНК наше уявлення про медицину?

Робити прогнози на цю тему поки що зарано. Але вже зрозуміло, що лікарі покладають великі надії на мРНК-технологію. Якщо завдяки неї вдасться створити більш дієві щеплення проти грипу, це вже буде великим досягненням.

А якщо у підсумку вдасться за допомогою мРНК-вакцин так мобілізувати імунну систему, що вона зможе вибірково атакувати й знищувати патологічні клітини, це б стало величезним проривом. Тоді технологія змогла б знайти розповсюдження у зовсім інших сферах медицини, які поки не були у фокусі дослідників.

Революція у медицині може відбутися навіть лише тому, що щеплення - на відміну від медикаментозного лікування - отримуватиме дедалі більшого значення. Вакцини є для пацієнтів та систем охорони здоров'я набагато вигіднішими.