I årtier har vaccineforskere været fortryllet og frustreret over løftet om messenger RNA. De små stykker af den genetiske kode er vigtige for at fortælle cellerne, at de skal opbygge proteiner, hvilket er en grundlæggende del af den menneskelige fysiologi – og nøglen til at frigøre immunsystemet.
Men de har været svære at tæmme, i hvert fald indtil coronaviruset satte gang i et globalt kapløb om at skabe en vaccine.
Nu tester både Pfizer og Moderna deres separate vaccinekandidater, der bruger messenger RNA, eller mRNA, til at sætte immunforsvaret i gang med at producere beskyttende antistoffer uden at bruge egentlige stykker af viruset. Hvis de eksperimentelle coronavirusvacciner bliver godkendt af Food and Drug Administration, vil de være de første godkendte vacciner nogensinde, der anvender mRNA – en udvikling, der ikke blot vil vende udviklingen i denne pandemi, men som også kan åbne op for en helt ny serie af vacciner mod en række forskellige vira.
De to eksperimentelle vacciner har nogle vigtige forskelle, der sandsynligvis vil påvirke, hvem de administreres til, og hvordan de distribueres. Men eksperter siger, at lovende tidlige resultater fra begge lejre kan være en velsignelse for teknologien, som havde gjort fremskridt i løbet af næsten tre årtier, men som længe blev anset for at være noget af en ønskedrøm.
“Dette var en helt ny platform,” sagde Dr. Carlos del Rio, ledende associeret dekan ved Emory University School of Medicine i Atlanta, sagde. “Der var mange mennesker, der var skeptiske over for, at en mRNA-vaccine ville virke. Videnskabeligt set giver det mening, men der findes ingen mRNA-vaccine, som er blevet godkendt endnu.”
I sidste uge offentliggjorde Pfizer foreløbige resultater, der viste, at dets vaccinekandidat er mere end 90 procent effektiv til at forebygge symptomatisk Covid-19. I mandags tilføjede Moderna til de opmuntrende nyheder med tidlige resultater fra sit fase 3-forsøg, der viser, at dets eksperimentelle vaccine er 94,5 procent effektiv til at forebygge sygdommen. At se så konsekvente resultater på dette stadium af forsøgene er et godt tegn, sagde del Rio.
“Det får mig til at føle, at Pfizer ikke var en tilfældighed”, sagde han. “Dette er for alvor. Det virker rent faktisk.”
Og selv om resultaterne er betryggende, er de stadig foreløbige – de fulde undersøgelsesresultater er endnu ikke blevet offentliggjort i et fagfællebedømt tidsskrift, som andre forskere kan undersøge – og det vides endnu ikke, hvor længe vaccinerne kan yde beskyttelse, eller om de vil fungere godt på tværs af alle aldersgrupper og etniciteter.
En af de største forskelle mellem de to vaccinekandidater er, hvordan de opbevares. Begge kræver to doser, men Pfizers vaccine skal opbevares ved temperaturer på minus 94 grader Fahrenheit eller koldere, hvilket har givet anledning til praktiske problemer med hensyn til, hvordan de kan sendes og spredes. Modernas vaccine kræver ikke ultrakold opbevaring og kan forblive stabil ved almindelig køling – mellem ca. 36 og 46 grader Fahrenheit – i 30 dage.
Denne forskel skyldes sandsynligvis, hvordan vaccinernes syntetiske mRNA, eller messenger RNA, er pakket, ifølge Paula Cannon, der er lektor i mikrobiologi ved University of Southern California’s Keck School of Medicine. I sig selv er mRNA et skrøbeligt molekyle, hvilket betyder, at det skal omsluttes af et beskyttende, fedtholdigt hylster for at holde det stabilt.
Kølebetingelserne kan have noget at gøre med, hvordan mRNA’et blev fremstillet og stabiliseret, sagde Cannon, selv om disse præcise detaljer er firmaernes ejendom.
Dr. Drew Weissman, professor i medicin ved University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, har været en tidlig pioner inden for mRNA-vaccineforskning og samarbejder nu med BioNTech, en tysk bioteknologisk virksomhed, der har indgået et samarbejde med Pfizer. Han sagde, at der arbejdes på at forbedre den eksperimentelle vaccine – herunder forbedringer af dens opbevaringskrav.
“Der er helt sikkert forbedringer, som allerede er under udvikling,” sagde han.
Både Pfizer-vaccinen og Moderna-vaccinen er fremstillet ved hjælp af syntetisk messenger RNA. I modsætning til DNA, som bærer genetisk information for alle celler i menneskekroppen, styrer messenger RNA kroppens proteinproduktion på en meget mere målrettet måde.
“Når et bestemt gen skal udføre sit arbejde, laver det en kopi af sig selv, som kaldes messenger RNA,” sagde Cannon. “Hvis DNA er den store brugsanvisning for cellen, så er messenger RNA ligesom når du fotokopierer bare én side, som du har brug for, og tager den med ind i dit værksted.”
Pfizer-vaccinen og Moderna-vaccinen bruger syntetisk mRNA, der indeholder oplysninger om coronavirusets karakteristiske spike-protein. Vaccinerne virker i bund og grund ved at indsmugle instruktioner, der anviser kroppen til at producere en lille mængde af spikeproteinet. Når immunsystemet opdager dette protein, begynder kroppen efterfølgende at producere beskyttende antistoffer.
“Disse antistoffer vil ikke kun virke mod den lille smule spike-protein, der blev dannet efter vaccinationen, men vil også genkende og forhindre coronavirus i at komme ind i vores celler, hvis vi bliver udsat for det i fremtiden”, sagde Cannon. “Det er virkelig et smart trick.”
Men uanset hvor elegant en mekanisme dette er i teorien, har mRNA-vacciner stået over for reelle biologiske udfordringer, siden de først blev udviklet i 1990’erne. I tidlige dyreforsøg forårsagede vaccinerne f.eks. bekymrende inflammation.
“Det blev et af de store spørgsmål: Hvordan får man dette ind i kroppen uden at skabe en inflammatorisk reaktion?”, sagde Norman Baylor, præsident og administrerende direktør for Biologics Consulting og tidligere direktør for FDA’s Office of Vaccines Research and Review.
Og selv om ingen af virksomhederne har rapporteret om alvorlige sikkerhedsproblemer indtil videre, vil forskerne fortsætte med at overvåge deltagerne i begge forsøg over tid.
“Der er altid en bekymring, når man forsøger at narre immunsystemet – hvilket er det, en vaccine gør – at man kan få utilsigtede bivirkninger,” sagde Cannon. “Immunsystemet er utroligt kompliceret, og det er forskelligt fra person til person.”
Vaccinerne indeholder ikke nogen del af virussen, så modtagerne kan ikke blive smittet af indsprøjtningerne.
“Det er instruktionerne for bare en del af virussen, som i sig selv ikke kan gøre noget,” sagde Cannon. “Det ville være som at give nogen et hjul og sige: ‘Her er en bil’.”
Midlertid er mRNA-vacciner aldrig blevet distribueret i stor stil før, hvilket betyder, at der sandsynligvis vil blive foretaget en ekstra kontrol. Og selv om de tidlige resultater fra både Pfizer og Moderna har overgået forventningerne, er der stadig nogle store spørgsmål tilbage, herunder hvordan vaccinerne fungerer på tværs af forskellige demografiske grupper, og hvor længe de er effektive, ifølge Baylor.
“Det, jeg gerne vil se – og det ved vi ikke, før der er gået noget tid – er, hvor længe denne beskyttelse varer,” sagde han.
Hvis de gode resultater holder, kunne det imidlertid åbne døren for andre mRNA-vacciner i den nærmeste fremtid, tilføjede Baylor.
Weissman, hvis laboratorium på University of Pennsylvania for 15 år siden demonstrerede, at mRNA kunne bruges på denne måde, sagde, at før pandemien havde han og hans kolleger arbejdet på at iværksætte kliniske fase 1-forsøg med mRNA-vacciner mod genital herpes, influenza, HIV og norovirus.
Teknologien bag mRNA-vacciner menes at være mere alsidig end traditionelle metoder til udvikling af vacciner, hvilket betyder, at de kan fremstilles hurtigere og mere økonomisk end andre, der kræver brug af bakterier eller gær til at fremstille og rense coronavirusets spike-protein.
“Med en mRNA-vaccine sidder du ved din computer og designer, hvordan det stykke RNA skal se ud, og så har du en maskine, der kan fremstille det RNA for dig relativt nemt,” sagde Cannon. “På nogle måder er vi heldige i 2020, at denne meget kraftfulde teknologi var klar til prime time, for det kunne være en virkelig stor fordel.”