Od dziesięcioleci badacze szczepionek są oczarowani i sfrustrowani obietnicą posłańczego RNA. Te maleńkie fragmenty kodu genetycznego są niezbędne do tego, by kazać komórkom budować białka, co jest podstawową częścią ludzkiej fizjologii – i kluczem do uwolnienia układu odpornościowego.
Ale trudno było je okiełznać, przynajmniej do czasu, gdy koronawirus wywołał globalny wyścig w celu stworzenia szczepionki.
Te dwie eksperymentalne szczepionki mają pewne kluczowe różnice, które prawdopodobnie wpłyną na to, komu są podawane i jak są rozprowadzane. Ale eksperci twierdzą, że obiecujące wczesne wyniki z obu obozów mogą być dobrodziejstwem dla technologii, która poczyniła postępy w ciągu prawie trzech dekad, ale długo uważano ją za coś w rodzaju mrzonki.
„To była zupełnie nowa platforma”, powiedział dr Carlos del Rio, zastępca dziekana wykonawczego Emory University School of Medicine w Atlancie. „Było wielu ludzi, którzy byli sceptyczni, że szczepionka mRNA będzie działać. Naukowo, to ma sens, ale nie ma żadnej mRNA szczepionki tam , który został zatwierdzony jeszcze.”
W zeszłym tygodniu, Pfizer uwolnił wstępne ustalenia , które pokazały jego kandydata szczepionki jest więcej niż 90 procent skuteczny w zapobieganiu symptomatycznego Covid-19. W poniedziałek, Moderna dodała do zachęcających wiadomości, z wczesnymi wynikami z jej fazy 3 badań pokazujących, że jej eksperymentalna szczepionka jest 94,5 procent skuteczna w zapobieganiu chorobie. Widząc takie spójne wyniki na tym etapie prób jest dobrym znakiem, del Rio said.
„To sprawia, że czuję się jak, 'gee, Pfizer nie był fuksem,'” powiedział. „To jest na serio. To naprawdę działa.”
Chociaż uspokajające, wyniki są nadal wstępne – pełne wyniki badań nie zostały jeszcze opublikowane w recenzowanym czasopiśmie, aby inni naukowcy mogli je przeanalizować – i nie wiadomo jeszcze, jak długo szczepionki mogą oferować ochronę, ani czy będą dobrze działać we wszystkich grupach wiekowych i etnicznych.
Jedną z głównych różnic między dwoma kandydatami do szczepionki jest sposób ich przechowywania. Obie wymagają podania dwóch dawek, ale szczepionka firmy Pfizer musi być przechowywana w temperaturze minus 94 stopni Fahrenheita lub niższej, co wzbudziło praktyczne obawy dotyczące sposobu ich transportu i rozpowszechniania. Szczepionka firmy Moderna nie wymaga przechowywania w ultrazimnej temperaturze i może pozostać stabilna przy zwykłych poziomach chłodzenia – między mniej więcej 36 a 46 stopniami Fahrenheita – przez 30 dni.
To rozróżnienie jest prawdopodobnie spowodowane tym, jak syntetyczne mRNA szczepionek, lub messenger RNA, jest opakowane, według Pauli Cannon, profesora mikrobiologii na Uniwersytecie Południowej Kalifornii w Keck School of Medicine. Samo w sobie, mRNA jest kruchą cząsteczką, co oznacza, że musi być pokryte ochronną, tłuszczową powłoką, aby utrzymać jego stabilność.
Warunki chłodnicze mogą mieć związek z tym, jak mRNA zostało wyprodukowane i ustabilizowane, powiedziała Cannon, chociaż te dokładne szczegóły są zastrzeżone dla firm.
„Zdecydowanie istnieją ulepszenia, które są już opracowywane”, powiedział.
Obie szczepionki Pfizer i szczepionka Moderna są wykonane przy użyciu syntetycznego posłańca RNA. W przeciwieństwie do DNA, który przenosi informacje genetyczne dla każdej komórki w ludzkim ciele, messenger RNA kieruje produkcją białka w organizmie w znacznie bardziej skoncentrowany sposób.
„Kiedy jeden konkretny gen musi wykonać swoją pracę, tworzy kopię samego siebie, która nazywa się messenger RNA”, powiedział Cannon. „Jeśli DNA jest wielką instrukcją obsługi komórki, to messenger RNA jest jak kserokopia tylko jednej strony, której potrzebujesz i bierzesz ją do swojego warsztatu.”
Szczepionka Pfizer i szczepionka Moderna używają syntetycznego mRNA, które zawiera informacje o sygnaturze białka spike koronawirusa. Szczepionki zasadniczo działają poprzez przemycenie instrukcji, które kierują organizm do produkcji niewielkiej ilości białka spike. Gdy układ odpornościowy wykryje to białko, organizm zaczyna wytwarzać przeciwciała ochronne.
„Przeciwciała te będą działać nie tylko przeciwko niewielkiej ilości białka spike, które zostało wyprodukowane po szczepieniu, ale także rozpoznają i powstrzymają koronawirusa przed przedostaniem się do naszych komórek, jeśli zostaniemy narażeni w przyszłości” – powiedział Cannon. „To naprawdę sprytna sztuczka.”
Ale tak elegancki mechanizm, jak to jest w teorii, szczepionki mRNA napotkały prawdziwe wyzwania biologiczne, odkąd zostały po raz pierwszy opracowane w latach dziewięćdziesiątych. We wczesnych badaniach na zwierzętach, na przykład, szczepionki powodowały niepokojący stan zapalny.
„To stało się jednym z wielkich pytań: Jak wprowadzić to do organizmu bez wywoływania reakcji zapalnej?” – powiedział Norman Baylor, prezes i dyrektor generalny Biologics Consulting oraz były dyrektor Biura Badań i Przeglądu Szczepionek FDA.
Chociaż żadna z firm nie zgłosiła do tej pory żadnych poważnych obaw dotyczących bezpieczeństwa, naukowcy będą nadal monitorować uczestników obu prób w czasie.
„Zawsze istnieje obawa, gdy próbujesz oszukać układ odpornościowy – co robi szczepionka – że możesz mieć niezamierzone efekty uboczne”, powiedział Cannon. „Układ odpornościowy jest niewiarygodnie skomplikowany i różni się od osoby do osoby.”
Szczepionki nie zawierają żadnej części wirusa, więc odbiorcy nie mogą się zarazić od strzałów.
„To instrukcje tylko dla jednej części wirusa, która sama w sobie nie może nic zrobić”, powiedział Cannon. „To byłoby jak dawanie komuś koła i mówienie: 'Oto samochód’.”
Jeszcze, szczepionki mRNA nigdy nie były szeroko rozpowszechniane wcześniej, co oznacza, że prawdopodobnie będzie dodatkowa kontrola. I chociaż wczesne wyniki uzyskane zarówno przez Pfizer, jak i Moderna przekroczyły oczekiwania, niektóre główne pytania nadal pozostają aktualne, w tym jak szczepionki radzą sobie w różnych grupach demograficznych i jak długo są skuteczne, według Baylora.
„To, co chciałbym zobaczyć – a nie będziemy tego wiedzieć, dopóki nie minie trochę czasu – to jak długo trwa ta ochrona”, powiedział.
Jeśli dobre wyniki utrzymują się, jednak, to może otworzyć drzwi do innych szczepionek mRNA w najbliższej przyszłości, Baylor dodał.
Weissman, którego laboratorium na Uniwersytecie Pensylwanii wykazało 15 lat temu, że mRNA może być używane w ten sposób, powiedział, że przed pandemią, on i jego koledzy pracowali nad uruchomieniem fazy 1 badań klinicznych szczepionek mRNA dla opryszczki narządów płciowych, grypy, HIV i norowirusa.
Technologia stojąca za szczepionkami mRNA jest uważana za bardziej wszechstronną niż tradycyjne metody opracowywania szczepionek, co oznacza, że mogą być one produkowane szybciej i bardziej ekonomicznie niż inne, które wymagają użycia bakterii lub drożdży do wytworzenia i oczyszczenia białka spike koronawirusa.
„W przypadku szczepionki mRNA, siadasz przy komputerze i projektujesz, jak ten kawałek RNA będzie wyglądał, a następnie masz maszynę, która może wykonać ten RNA dla Ciebie stosunkowo łatwo”, powiedział Cannon. „W pewnym sensie mamy szczęście w 2020 roku, że ta bardzo potężna technologia była gotowa na czas świetności, ponieważ może to być naprawdę duża zaleta.”
.