Kymmeniä vuosia rokotetutkijat ovat olleet lumoutuneita ja turhautuneita messenger-RNA:n lupaukseen. Pienet geneettisen koodin pätkät ovat välttämättömiä käskettäessä soluja rakentamaan proteiineja, mikä on ihmisen fysiologian perusosa – ja avain immuunijärjestelmän vapauttamiseen.
Mutta niitä on ollut vaikea kesyttää, ainakin siihen asti, kunnes coronavirus käynnisti maailmanlaajuisen kilpajuoksun rokotteen luomiseksi.
Nyt sekä Pfizer että Moderna testaavat erillisiä rokotekandidaattejaan, jotka käyttävät sanansaattaja-RNA:ta eli mRNA:ta laukaisemaan immuunijärjestelmän tuottamaan suojaavia vasta-aineita käyttämättä varsinaisia viruksen palasia. Jos kokeelliset coronavirusrokotteet saavat Food and Drug Administrationin hyväksynnän, ne ovat kaikkien aikojen ensimmäiset mRNA:ta käyttävät rokotteet – kehitys, joka kääntäisi suunnan tässä pandemiassa ja voisi myös avata täysin uuden rokotesarjan erilaisia viruksia vastaan.
Kahdessa kokeellisessa rokotteessa on joitain keskeisiä eroavaisuuksia, jotka todennäköisesti vaikuttavat siihen, kenelle niitä annetaan ja miten niitä levitetään. Asiantuntijat sanovat kuitenkin, että molempien leirien lupaavat varhaistulokset voisivat olla siunaus teknologialle, joka on edistynyt lähes kolmen vuosikymmenen aikana, mutta jota pidettiin pitkään jonkinlaisena haaveena.
”Tämä oli aivan uusi alusta”, Atlantassa sijaitsevan Emory University School of Medicine -yliopiston johtava apulaisdekaani tohtori Carlos del Rio sanoi. ”Monet suhtautuivat epäilevästi siihen, että mRNA-rokote toimisi. Tieteellisesti se on järkevää, mutta mitään mRNA-rokotetta ei ole vielä hyväksytty.”
Viime viikolla Pfizer julkisti alustavat tulokset, jotka osoittivat, että sen rokotekandidaatti on yli 90-prosenttisen tehokas ehkäisemään oireista Covid-19:tä. Maanantaina Moderna lisäsi rohkaisevia uutisia, sillä sen vaiheen 3 tutkimuksen varhaiset tulokset osoittivat, että sen kokeellinen rokote on 94,5-prosenttisesti tehokas sairauden ehkäisyssä. Näin johdonmukaiset tulokset kokeilujen tässä vaiheessa ovat hyvä merkki, del Rio sanoi.
”Se saa minut ajattelemaan, että Pfizer ei ollut sattumaa”, hän sanoi. ”Tämä on totta. Tämä todella toimii.”
Vaikka tulokset ovatkin rauhoittavia, ne ovat vielä alustavia – täydellisiä tutkimustuloksia ei ole vielä julkaistu vertaisarvioidussa lehdessä muiden tutkijoiden tarkasteltavaksi – eikä vielä tiedetä, kuinka kauan rokotteet voisivat tarjota suojaa tai suoriutuvatko ne hyvin kaikissa ikäryhmissä ja kaikissa etnisyyksissä.
Yksi tärkeimmistä eroista näiden kahden rokotekandidaatin välillä on se, miten niitä säilytetään. Molemmat vaativat kaksi annosta, mutta Pfizerin rokote on säilytettävä miinus 94 celsiusasteen tai sitä kylmemmissä lämpötiloissa, mikä on herättänyt käytännöllisyyshuolia siitä, miten niitä voitaisiin kuljettaa ja levittää. Modernan rokote ei vaadi ultrakylmävarastointia, ja se voi säilyä vakaana tavanomaisissa kylmätiloissa – noin 36-46 celsiusasteen välillä – 30 päivän ajan.
Tämä ero johtuu luultavasti siitä, miten rokotteiden synteettinen mRNA eli sanansaattaja-RNA on pakattu, sanoo Etelä-Kalifornian yliopiston lääketieteen laitoksen Keck School of Medicinessä työskentelevä mikrobiologian apulaisprofessori Paula Cannon. Itsessään mRNA on hauras molekyyli, minkä vuoksi se on päällystettävä suojaavalla, rasvaisella kuorella, jotta se pysyy stabiilina.
Jäähdytysolosuhteet saattavat liittyä siihen, miten mRNA valmistettiin ja stabiloitiin, Cannon sanoi, vaikka nämä tarkat yksityiskohdat ovatkin yritysten omaisuutta.
Tohtori Drew Weissman, lääketieteen professori Pennsylvanian yliopiston Perelmanin lääketieteellisessä tiedekunnassa, on ollut mRNA-rokotetutkimuksen varhaisia edelläkävijöitä, ja hän tekee nyt yhteistyötä saksalaisen biotekniikkayhtiö BioNTechin kanssa, joka on tehnyt yhteistyötä Pfizerin kanssa. Hän sanoi, että työtä tehdään parhaillaan kokeellisen rokotteen parantamiseksi – mukaan lukien parannukset sen säilytysvaatimuksiin.
”Parannuksia on ehdottomasti jo kehitteillä”, hän sanoi.
Kumpikin Pfizerin rokote ja Modernan rokote valmistetaan synteettisen sanansaattaja-RNA:n avulla. Toisin kuin DNA, joka kuljettaa geneettistä tietoa jokaiselle ihmiskehon solulle, sanansaattaja-RNA ohjaa elimistön proteiinituotantoa paljon kohdennetummin.
”Kun yhden tietyn geenin on tehtävä työnsä, se tekee itsestään kopion, jota kutsutaan sanansaattaja-RNA:ksi”
, Cannon sanoi. ”Jos DNA on solun suuri ohjekirja, niin sanansaattaja-RNA on kuin valokopioisi vain yhden tarvitsemasi sivun ja veisi sen työpajaan.”
Pfizerin rokotteessa ja Modernan rokotteessa käytetään synteettistä mRNA:ta, joka sisältää tietoa koronaviruksen tunnusomaisesta piikkiproteiinista. Rokotteet toimivat periaatteessa siten, että niihin hiipivät ohjeet, jotka ohjaavat elimistöä tuottamaan pienen määrän spike-proteiinia. Kun immuunijärjestelmä havaitsee tämän proteiinin, elimistö alkaa sen jälkeen tuottaa suojaavia vasta-aineita.
”Nämä vasta-aineet eivät toimi vain sitä pientä määrää spike-proteiinia vastaan, joka on tuotettu rokotuksen jälkeen, vaan ne myös tunnistavat ja estävät koronavirusta pääsemästä soluihimme, jos altistumme sille tulevaisuudessa”, Cannon sanoi. ”Se on todella nokkela temppu.”
Mutta niin elegantti mekanismi kuin tämä teoriassa onkin, mRNA-rokotteet ovat kohdanneet todellisia biologisia haasteita siitä lähtien, kun ne kehitettiin 1990-luvulla. Esimerkiksi varhaisissa eläinkokeissa rokotteet aiheuttivat huolestuttavia tulehduksia.
”Siitä tuli yksi suurista kysymyksistä: Miten tämä saadaan elimistöön ilman tulehdusreaktiota?”, sanoi Norman Baylor, Biologics Consultingin toimitusjohtaja ja FDA:n rokotetutkimus- ja tarkistustoimiston entinen johtaja.
Vaikka kumpikaan yhtiö ei ole toistaiseksi raportoinut vakavista turvallisuusongelmista, tutkijat jatkavat molempien tutkimusten osallistujien seurantaa ajan mittaan.
”Kun yritetään huijata immuunijärjestelmää – mitä rokote tekee – on aina huoli siitä, että voi syntyä tahattomia sivuvaikutuksia”, Cannon sanoi. ”Immuunijärjestelmä on uskomattoman monimutkainen, ja se on erilainen eri ihmisillä.”
Rokotteet eivät sisällä mitään viruksen osaa, joten rokotteen saajat eivät voi saada tartuntaa rokotuksista.
”Kyseessä ovat ohjeet vain yhdelle viruksen osalle, joka ei itsessään voi tehdä mitään”, Cannon sanoi. ”Se olisi sama kuin antaisi jollekin pyörän ja sanoisi: ’Tässä on auto’.”
MRNA-rokotteita ei silti ole koskaan aiemmin levitetty laajalti, mikä tarkoittaa, että niihin kohdistuu todennäköisesti lisätarkkailua. Ja vaikka sekä Pfizerin että Modernan varhaiset tulokset ovat ylittäneet odotukset, joitakin suuria kysymyksiä on vielä jäljellä, mukaan lukien se, miten rokotteet toimivat eri väestöryhmissä ja kuinka kauan ne ovat tehokkaita Baylorin mukaan.
”Se, mitä haluaisin mielelläni nähdä – ja tiedämme tämän vasta, kun on kulunut jonkin aikaa – on se, kuinka kauan tämä suoja kestää”, hän sanoi.
Jos hyvät tulokset pitävät paikkansa, se voisi kuitenkin avata oven muille mRNA-rokotteille lähitulevaisuudessa, Baylor lisäsi.
Weissman, jonka laboratorio Pennsylvanian yliopistossa osoitti 15 vuotta sitten, että mRNA:ta voidaan käyttää tällä tavoin, kertoi, että ennen pandemiaa hän ja hänen kollegansa olivat työskennelleet käynnistääkseen vaiheen 1 kliinisiä tutkimuksia mRNA-rokotteista sukupuolielinten herpestä, influenssaa, HIV:tä ja norovirusta vastaan.
MRNA-rokotteiden taustalla olevaa teknologiaa pidetään monipuolisempana kuin perinteisiä rokotekehitysmenetelmiä, mikä tarkoittaa, että niitä voidaan valmistaa nopeammin ja taloudellisemmin kuin muita, jotka edellyttävät bakteerien tai hiivan käyttöä koronaviruksen piikkiproteiinin valmistamiseksi ja puhdistamiseksi.
”MRNA-rokotteessa istut tietokoneen ääressä ja suunnittelet, miltä RNA:n pätkä näyttää, ja sitten käytössäsi on kone, joka voi valmistaa RNA:n puolestasi verrattain vaivattomasti”
, Cannon sanoi. ”Olemme tavallaan onnekkaita vuonna 2020, että tämä erittäin tehokas teknologia oli valmis parhaaseen katseluaikaan, koska se voisi olla todella suuri etu.”