mRNA εμβόλια: Από την αντιμετώπιση της πανδημίας έως τη θεραπεία του καρκίνου

Στις μέρες μας, έχει γίνει ευρέως γνωστή η ιστορία της Katalin Karikó, όπου μαζί με τους συνεργάτες της εργάστηκαν σκληρά για να αποδείξουν ότι το αγγελιοφόρο RNA μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην βιοϊατρική επιστήμη ως μέσο πρόληψης. Σε αυτά τα δύο χρόνια με την έξαρση της Covid-19, ο κόσμος άκουσε την τεχνολογία των mRNA εμβολίων και την άμεση απόκρισή τους, όταν προκύπτει ανάγκη, καθώς και την υπόσχεσή τους για πολλές μελλοντικές εφαρμογές πρόληψης και θεραπείας διάφορων ασθενειών. Όσο γρήγορη όμως κι αν φαίνεται η “επιτυχία” αυτών των εμβολίων, η διαδρομή της ανακάλυψής τους και του σχεδιασμού τους ήταν πολύ μεγάλη, δύσβατη και χρειάστηκαν πολλά χρόνια πειραμάτων και μελέτης.

Τι είναι το mRNA;

Τι είναι όμως αυτό το πολυσυζητημένο μόριο των δύο τελευταίων χρόνων; Ποιος είναι ο φυσιολογικός του ρόλος μέσα στο κύτταρό μας; Θα προσπαθήσουμε με πολύ απλά λόγια να εξηγήσουμε εν συντομία τη σημαντικότητα του μορίου αυτού. Το mRNA πήρε το όνομά του από τις λέξεις messenger RiboΝucleic Acid, που σημαίνει αγγελιοφόρο ΡιβοΝουκλεϊκό Οξύ. Το όνομά του δηλώνει και την ιδιότητά του μέσα στο κύτταρο, που δεν είναι άλλη από το να μεταφέρει ως μετάγραφο τη γενετική πληροφορία από τον πυρήνα και πιο συγκεκριμένα από το γονίδιο (τμήμα του DNA) στο κυτταρόπλασμα, για τη δημιουργία μιας πρωτεϊνης, που κωδικοποιεί το εκάστοτε γονίδιο.

Τι κάνει το mRNA σε ένα εμβόλιο;

Μέχρι πέρισυ γνωρίζαμε ότι υπάρχουν διάφοροι τύποι εμβολίων που περιέχουν:

• ζωντανά εξασθενημένα μικρόβια
• τμήματα μικροβίων
• νεκρά μικρόβια
• τοξίνες μικροβίων (επεξεργασμένες με τρόπο που να μην δημιουργούν ασθένεια στον οργανισμό)

Τα mRNA εμβόλια  διαφέρουν από τα προηγούμενα εμβόλια, διότι αντί να εισάγουν στο σώμα το πραγματικό παθογόνο (ζωντανό εξασθενημένο ή νεκρά μέρη του), φέρουν ένα σύνολο οδηγιών που επιτρέπουν στο σώμα μας να παράγει ένα μικροσκοπικό, αλλά σημαντικό μέρος του παθογόνου (πχ μια πρωτεϊνη του) – χωρίς να παράγεται το ίδιο το μικρόβιο ή ο ιός. Στην περίπτωση του εμβολίου για την COVID, αυτή είναι η περιβόητη πρωτεΐνη ακίδα του του SARS-CoV-2.

Γιατί είναι καλό αυτό; Η παραγωγή της πρωτεΐνης ακίδας του SARS-CoV-2 και η αντιγονοπαρουσίασή της – χωρίς την παρουσία του ίδιου του ιού – επιτρέπει στο σώμα να αναπτύξει συγκεκριμένο αντίσωμα ικανό να καταπολεμήσει το παθογόνο – εκ των προτέρων. Έτσι, μέχρι να έλθουμε σε επαφή με τον ιό, το ανοσοποιητικό μας σύστημα έχει ήδη εκπαιδευτεί να τον αναγνωρίζει και να τον καταπολεμά αποτελεσματικά.

Η παρακάτω εικόνα βοηθά στην κατανόηση της έννοιας. Αν και το σώμα δεν έχει συναντήσει ποτέ το παθογόνο, παρά μόνο ένα μικροσκοπικό μέρος του πχ μία από τις πρωτεϊνες του, έχει εκπαιδευτεί και εξακολουθεί να το καταπολεμά.

Εικόνα 1: Ένας ιός αποτελείται από πολλούς αντιγονικούς καθοριστές (που ο οργανισμός μας τους αναγνωρίζει ως ξένους), όπου για κάθε έναν από αυτούς το ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπου μπορεί να δημιουργήσει αντισώματα. Αν ο οργανισμός μας έχει δει στο παρελθόν (πχ από εμβόλιο-τεχνητός τρόπος ενεργητικής ανοσίας) έστω και μια πρωτεϊνη του ιού (πχ την πρωτεϊνη ακίδα του κορωνοϊού), το σώμα εξακολουθεί να έχει το σωστό σύνολο αντισωμάτων για να τον καταπολεμήσει.

Η θεωρία των mRNA εμβολίων δεν είναι κάτι καινούριο

Η γνώση μας για την ύπαρξη και τον σκοπό του mRNA δεν είναι κάτι νέο, καθώς ανακαλύφθηκε στις αρχές της δεκαετίας του ’60. Παρόλα αυτά, οι επιστήμονες δυσκολεύτηκαν να καταλάβουν πώς αυτό το αγγελιοφόρο μόριο  μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ιατρικούς σκοπούς.

Το 1990 οι επιστήμονες κατάφεραν επιτυχώς να εγχύσουν mRNA σε ποντίκια, τα οποία στη συνέχεια παρήγαγαν τις συγκεκριμένες πρωτεϊνες του mRNA “οδηγού”.  Όμως, έπρεπε να ξεπεραστούν δύο μεγάλα εμπόδια, της αστάθειας του  mRNA μορίου στο σώμα (να μην υδρολύεται μέσα σε λίγα λεπτά) και την τάση του να προκαλεί φλεγμονώδεις αντιδράσεις.

Πέρασαν 15 χρόνια από τότε και φτάνοντας στο 2005, μια σημαντική ανακάλυψη της ομάδας της Karikó θα ξεπερνούσε τα φαινομενικά εμπόδια για την εφαρμογή του mRNA σε σκεύασμα εμβολίου. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι μπορούσαν με ασφάλεια να “επικαλύψουν” το  mRNA, με το κατάλληλο είδος νανολιποσωματιδίων- μια μέθοδος που αντιμετωπίζει και τα δύο μεγάλα προηγούμενα εμπόδια. Τα νανολιποσωματίδια, από τη μεριά τους, έχουν επίσης μια μακρά ιστορία που ξεπερνά τα 30 έτη.

Η έρευνα συνεχίζεται και το 2020 ξεσπά η πανδημία COVID, όπου έδωσε μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία για την τεχνολογία mRNA, εκτρέποντας πόρους και ευκαιρίες που ποτέ στο παρελθόν δεν είχαν δωθεί στο πεδίο αυτό. Ο από καιρό παραμελημένος ερευνητικός τομέας του mRNA έγινε ξαφνικά αγαπημένος και πολλά υποσχώμενος, δημιουργώντας νέα εμβόλια, φαινομενικά εν μία νυκτί για τον πολύ κόσμο που δεν γνώριζε σε βάθος την ιστορία του.

Τι να περιμένουμε στο εγγύς μέλλον από τα mRNA εμβόλια;

Η Moderna ξεκίνησε τη μελέτη σε ανθρώπους για ένα συνδυαστικό mRNA εμβόλιο γρίπης,  στα μέσα του 2021. Η υπόσχεση της τεχνολογίας αυτής είναι ότι μπορεί να κατασκευαστεί πολύ γρηγορότερα από τα παραδοσιακά εμβόλια γρίπης, επομένως το εμβόλιο θα μπορούσε να ταιριάζει περισσότερο με τα νεότερα παθογόνα ανά έτος και να είναι έτσι πιο ενημερωμένο.  Η Moderna δεν είναι η μόνη, η Pfizer-BioNTech, η Sanofi και η Translate Bio έχουν παρόμοια εγχειρήματα σε εξέλιξη.

Σκοπός με τα συνδυασμένα εμβόλια κατά της γρίπης είναι να δημιουργηθεί ένα εμβόλιο που εκπαιδεύει το ανοσοποιητικό σύστημα των ανθρώπων για όλα τα είδη παθογόνων του αναπνευστικού σε ένα εμβόλιο. (Το εμβόλιο της γρίπης δεν ήταν πολύ αποτελεσματικό φέτος) (Είναι απαραίτητο το εμβόλιο της γρίπης εν μέσω πανδημίας;)

Για ποιες άλλες ασθένειες σκέφτονται να σχεδιάσουν mRNA εμβόλια στο μέλλον;

• Για λοιμώδη νοσήματα, όπως η ελονοσία και το AIDS
• Για προχωρημένο μελάνωμα, καρκίνο του μαστού, παγκρέατος και άλλων συμπαγών όγκων
• Για ατομικά, κληρομικά, γενετικά προβλήματα

Η τεχνολογία του mRNA έχει τεράστιες δυνατότητες. Η πανδημία έκανε επιτακτική την ανάγκη για τον σχεδιασμό έξυπνων εμβολίων και τα δισεκατομμύρια δόσεις των mRNA εμβολίων, τα δύο τελευταία χρόνια, επιταχύνουν κατά δεκαετίες το πεδίο αυτό.