Εμβόλιο mRNA COVID-19: Ένα ορόσημο στην επιστήμη και μια αλλαγή παιχνιδιού στην ιατρική

Οι ιικές πρωτεΐνες χορηγούνται ως αντιγόνο με τη μορφή εμβολίου και το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος σχηματίζει αντισώματα έναντι του δεδομένου αντιγόνου παρέχοντας έτσι προστασία έναντι οποιασδήποτε μελλοντικής μόλυνσης. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή είναι η πρώτη φορά στην ανθρώπινη ιστορία που το ίδιο το αντίστοιχο mRNA χορηγείται με τη μορφή εμβολίου που χρησιμοποιεί τον κυτταρικό μηχανισμό για έκφραση/μετάφραση του αντιγόνου/πρωτεΐνης. Αυτό μετατρέπει αποτελεσματικά τα κύτταρα του σώματος σε εργοστάσιο παραγωγής αντιγόνου, το οποίο με τη σειρά του παρέχει ενεργή ανοσία δημιουργώντας αντισώματα. Αυτά τα εμβόλια mRNA έχουν βρεθεί ότι είναι ασφαλή και αποτελεσματικά σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους. Και, τώρα, το εμβόλιο mRNA του COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) χορηγείται στους ανθρώπους σύμφωνα με το πρωτόκολλο. Ως το πρώτο δεόντως εγκεκριμένο εμβόλιο mRNA, αυτό είναι ένα ορόσημο στην επιστήμη που εγκαινίασε μια νέα εποχή στην ιατρική και τη διανομή φαρμάκων. Αυτό θα μπορούσε σύντομα να δει την εφαρμογή της τεχνολογίας mRNA για τη θεραπεία του καρκίνου, τη σειρά εμβολίων για άλλες ασθένειες και, επομένως, ενδεχομένως να αλλάξει την πρακτική της ιατρικής και να διαμορφώσει συνολικά τη φαρμακευτική βιομηχανία στο μέλλον.  

Εάν χρειάζεται μια πρωτεΐνη μέσα σε ένα κύτταρο για τη θεραπεία μιας πάσχουσας κατάστασης ή για να λειτουργήσει ως αντιγόνο για την ανάπτυξη ενεργού ανοσίας, αυτή η πρωτεΐνη πρέπει να διανεμηθεί στο κύτταρο με ασφάλεια στην άθικτη μορφή. Αυτό εξακολουθεί να είναι ένα δύσκολο έργο. Θα μπορούσε η πρωτεΐνη να εκφραστεί απευθείας στο κύτταρο με έγχυση του αντίστοιχου νουκλεϊκού οξέος (DNA ή RNA), το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιεί τον κυτταρικό μηχανισμό για έκφραση; 

Μια ομάδα ερευνητών συνέλαβε την ιδέα του κωδικοποιημένου φαρμάκου με νουκλεϊκό οξύ και απέδειξε για πρώτη φορά το 1990 ότι η άμεση έγχυση mRNA στον μυ του ποντικιού οδήγησε στην έκφραση της κωδικοποιημένης πρωτεΐνης στα μυϊκά κύτταρα⁽¹⁾. Αυτό άνοιξε τη δυνατότητα γονιδιακής θεραπείας, καθώς και εμβολίων που βασίζονται σε γονίδια. Αυτή η εξέλιξη θεωρήθηκε ως μια αποσπασματική τεχνολογία έναντι της οποίας θα μετρηθούν οι μελλοντικές τεχνολογίες εμβολίων ⁽²⁾.

Η διαδικασία σκέψης γρήγορα μετατοπίστηκε από «βασισμένη σε γονίδιο» σε «βασισμένη σε mRNA» μεταφορά πληροφοριών επειδή το mRNA προσέφερε πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με DNA καθώς το mRNA ούτε ενσωματώνεται στο γονιδίωμα (άρα δεν υπάρχει επιζήμια γονιδιωματική ενσωμάτωση) ούτε αντιγράφεται. Έχει μόνο στοιχεία που απαιτούνται άμεσα για την έκφραση της πρωτεΐνης. Ο ανασυνδυασμός μεταξύ μονόκλωνου RNA είναι σπάνιος. Επιπλέον, αποσυντίθεται μέσα σε λίγες μέρες μέσα στα κύτταρα. Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν το mRNA πιο κατάλληλο ως ένα ασφαλές και παροδικό μόριο που μεταφέρει πληροφορίες για να λειτουργεί ως φορέας για την ανάπτυξη εμβολίων με βάση γονίδια ⁽³⁾. Με την πρόοδο της τεχνολογίας που σχετίζεται ιδιαίτερα με τη σύνθεση κατασκευασμένων mRNA με σωστούς κωδικούς που θα μπορούσαν να παραδοθούν στα κύτταρα για έκφραση πρωτεΐνης, το πεδίο εφαρμογής διευρύνθηκε περαιτέρω από εμβόλια στα θεραπευτικά φάρμακα. Η χρήση του mRNA άρχισε να τραβάει την προσοχή ως κατηγορία φαρμάκων με πιθανή εφαρμογή στους τομείς των ανοσοθεραπειών για τον καρκίνο, των εμβολίων μολυσματικών ασθενειών, της επαγωγής πολυδύναμων βλαστοκυττάρων με βάση το mRNA, της υποβοηθούμενης από mRNA παράδοσης σχεδιαστών νουκλεασών για τη μηχανική του γονιδιώματος κ.λπ. ⁽⁴⁾.  

Εμφάνιση του Εμβόλια που βασίζονται σε mRNA και τα θεραπευτικά έλαβαν περαιτέρω συμπλήρωση από τα αποτελέσματα από προκλινικές δοκιμές. Αυτά τα εμβόλια βρέθηκαν να προκαλούν ισχυρή ανοσοαπόκριση έναντι στόχων μολυσματικών ασθενειών σε ζωικά μοντέλα του ιού της γρίπης, του ιού Ζίκα, του ιού της λύσσας και άλλων. Ελπιδοφόρα αποτελέσματα έχουν επίσης παρατηρηθεί με τη χρήση mRNA σε κλινικές δοκιμές για τον καρκίνο ⁽⁵⁾. Συνειδητοποιώντας τις εμπορικές δυνατότητες της τεχνολογίας, οι βιομηχανίες πραγματοποίησαν τεράστιες επενδύσεις Ε&Α σε εμβόλια και φάρμακα που βασίζονται σε mRNA. Για παράδειγμα, μέχρι το 2018, η Moderna Inc. μπορεί να έχει ήδη επενδύσει περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο δολάρια ενώ απέχει ακόμη χρόνια από οποιοδήποτε προϊόν που διατίθεται στην αγορά ⁽⁶⁾. Παρά τις συντονισμένες προσπάθειες για τη χρήση του mRNA ως θεραπευτικού τρόπου σε εμβόλια μολυσματικών ασθενειών, ανοσοθεραπείες καρκίνου, θεραπεία γενετικών ασθενειών και θεραπείες αντικατάστασης πρωτεϊνών, η εφαρμογή της τεχνολογίας mRNA έχει περιοριστεί λόγω της αστάθειάς της και της τάσης της σε αποδόμηση από νουκλεάσες. Η χημική τροποποίηση του mRNA βοήθησε λίγο, αλλά η ενδοκυτταρική παροχή παρέμεινε εμπόδιο, αν και τα νανοσωματίδια που βασίζονται σε λιπίδια χρησιμοποιούνται για την παράδοση του mRNA ⁽⁷⁾. 

Η πραγματική ώθηση στην πρόοδο της τεχνολογίας mRNA για τη θεραπεία ήρθε, ευγενική ατυχής κατάσταση που παρουσιάζεται από τον κόσμο Covid-19 πανδημία. Η ανάπτυξη ασφαλούς και αποτελεσματικού εμβολίου κατά του SARS-CoV-2 έγινε η κορυφαία προτεραιότητα για όλους. Διεξήχθη μια μεγάλης κλίμακας πολυκεντρική κλινική δοκιμή για να εξακριβωθεί η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα του εμβολίου mRNA COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Η δοκιμή ξεκίνησε στις 10 Ιανουαρίου 2020. Μετά από περίπου έντεκα μήνες αυστηρής εργασίας, τα δεδομένα από την κλινική μελέτη απέδειξαν ότι ο COVID-19 μπορεί να προληφθεί με εμβολιασμό με χρήση BNT162b2. Αυτό παρείχε απόδειξη της ιδέας ότι το εμβόλιο που βασίζεται σε mRNA μπορεί να παρέχει προστασία από λοιμώξεις. Η άνευ προηγουμένου πρόκληση που θέτει η πανδημία βοήθησε να αποδειχθεί ότι ένα εμβόλιο που βασίζεται σε mRNA μπορεί να αναπτυχθεί με γρήγορους ρυθμούς, εάν διατεθούν επαρκείς πόροι ⁽⁸⁾. Το εμβόλιο mRNA της Moderna έλαβε επίσης άδεια χρήσης έκτακτης ανάγκης από τον FDA τον περασμένο μήνα.

Τόσο ο COVID-19 εμβόλια mRNA δηλαδή, BNT162b2 της Pfizer/BioNTech και Η Μοντέρνα Το mRNA-1273 χρησιμοποιούνται τώρα για τον εμβολιασμό ατόμων σύμφωνα με τα εθνικά πρωτόκολλα για τη χορήγηση του εμβολίου ⁽⁹⁾.

Η επιτυχία δύο Covid-19 Τα εμβόλια mRNA (BNT162b2 των Pfizer/BioNTech και mRNA-1273 της Moderna) σε κλινικές δοκιμές και η μετέπειτα έγκρισή τους για χρήση αποτελεί ορόσημο στην επιστήμη και την ιατρική. Αυτό έχει αποδειχθεί μια μέχρι τώρα αναπόδεικτη ιατρική τεχνολογία υψηλών δυνατοτήτων που επιδιώκει η επιστημονική κοινότητα και η φαρμακευτική βιομηχανία για σχεδόν τρεις δεκαετίες ⁽¹⁰⁾.   

Ο νέος ενθουσιασμός που ακολούθησε αυτή την επιτυχία είναι βέβαιο ότι θα συγκεντρώσει ενέργειες μετά την πανδημία και τα θεραπευτικά mRNA θα αποδειχθούν περαιτέρω μια ανατρεπτική τεχνολογία που εγκαινιάζει μια νέα εποχή στην ιατρική και την επιστήμη της χορήγησης φαρμάκων.   

*** 

αναφορές  

1. Wolff, JA et al., 1990. Άμεση μεταφορά γονιδίου σε μυ του ποντικού in vivo. Science 247, 1465–1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918  

2. Kaslow DC. Μια πιθανή διασπαστική τεχνολογία στην ανάπτυξη εμβολίων: εμβόλια βασισμένα σε γονίδια και η εφαρμογή τους σε μολυσματικές ασθένειες. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 - 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  

3. Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Developing mRNA-vaccine technology. Βιολογία RNA. 2012 Νοεμβρίου 1; 9(11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  

4. Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, Ö. Θεραπευτικές που βασίζονται σε mRNA — ανάπτυξη μιας νέας κατηγορίας φαρμάκων. Nature Review Drug Discovery 13, 759–780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278 

5. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. mRNA εμβόλια — μια νέα εποχή στην εμβολιολογία. Nature Review Drug Discovery 17, 261–279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 

6. Cross R., 2018. Μπορεί το mRNA να διαταράξει τη βιομηχανία φαρμάκων; Δημοσιεύθηκε στις 3 Σεπτεμβρίου 2018. Chemical & Engineering News Τόμος 96, Τεύχος 35 Διαθέσιμο στο Διαδίκτυο στο https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Πρόσβαση στις 27 Δεκεμβρίου 2020.  

7. Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. Ευκαιρίες και προκλήσεις στην παράδοση εμβολίων που βασίζονται σε mRNA. Δημοσιεύθηκε: 28 Ιανουαρίου 2020. Pharmaceutics 2020, 12(2), 102; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     

8. Polack F., Thomas S., et al., 2020. Safety and Efficiency of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine. The New England Journal of Medicine. Δημοσιεύθηκε στις 10 Δεκεμβρίου 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  

9. Public Health England, 2020. Καθοδήγηση – Εθνικό πρωτόκολλο για το εμβόλιο mRNA COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Δημοσιεύθηκε 18 Δεκεμβρίου 2020. Τελευταία ενημέρωση 22 Δεκεμβρίου 2020. Διαθέσιμο στο διαδίκτυο στη διεύθυνση https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Πρόσβαση στις 28 Δεκεμβρίου 2020.   

10. Servick K., 2020. Η επόμενη πρόκληση του mRNA: Θα λειτουργήσει ως φάρμακο; Επιστήμη. Δημοσιεύθηκε 18 Δεκεμβρίου 2020: Vol. 370, Τεύχος 6523, σσ. 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Διατίθεται στο Διαδίκτυο στις https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

***