Szczepionki mRNA przeciwko COVID-19 – jak działają?

Wprowadzanie nowych technologii, zwłaszcza jeśli dotyczą one bezpośredniej ingerencji w nasze ciało, wiąże się z pewnymi obawami. Plotki i teorie spiskowe szerzą się zwłaszcza wśród osób, dla których innowacje nie do końca są zrozumiałe. Poniższy tekst przybliża działanie szczepionki mRNA. 

Szczepionki mRNA

Badania nad szczepionką mRNA były prowadzone na długo przed pojawieniem się wirusa SARS-CoV-2 i widmem nadciągającej pandemii. Naukowcy przetestowali już klinicznie szczepionki mRNA opracowane przeciwko grypie, wściekliźnie i wirusowi Zika. Do tej pory żadna szczepionka wykorzystująca tę technologię nie dotarła do tak zaawansowanych prac w badaniach klinicznych, jak te, opracowywane z myślą o walce z COVID-19.

„mRNA można teoretycznie wykorzystać do produkcji dowolnego białka, z tą zaletą, że jego produkcja jest znacznie prostsza niż otrzymywanie białka lub inaktywowanych i atenuowanych postaci wirusów zwykle stosowanych w szczepionkach, co czyni tę technikę atrakcyjną” – mówi Norbert Pardi, specjalista ds. szczepionek mRNA z Uniwersytetu Pensylwanii. 

Wyzwania w pracy z mRNA

Praca z mRNA dostarcza wielu wyzwań, z tego powodu upowszechnianie tej metody było powolne. Cząsteczka informacyjnego RNA szybko ulega rozkładowi w organizmie człowieka. Co więcej, efektywność procesu wytwarzania białka z zastosowaniem mRNA nie zawsze jest zadowalająca, dlatego w wielu przypadkach technika nie była skuteczna i nie mogła zostać wdrożona jako środek terapeutyczny. Ponadto RNA może wywołać odpowiedź immunologiczną niezależną od odpowiedzi na kodowane przez siebie białko i wywołać bardzo poważną reakcję zapalną. 

Przełomem dla technologii opartej na mRNA okazało się odkrycie naukowców z Uniwersytetu Pensylwanii, którzy dowiedli, że zmodyfikowane, syntetyczne nukleozydy mogą zwiększyć produkcję białka z mRNA oraz zahamować reakcję układu odpornościowego na same cząsteczki mRNA. Z czasem opracowali również sposób ochrony cząsteczki mRNA przed degradacją – zamknęli ją w pęcherzyku lipidowym.

Jak działa szczepionka mRNA?

W szczepionce przeciw COVID-19 mRNA zawiera informację o syntezie białka S wirusa SARS-CoV-2. Jest zamknięte w lipidowych nanocząsteczkach, które ułatwiają mu przedostanie się przez błonę komórkową i wniknięcie do cytoplazmy komórki osoby szczepionej. Następnie dochodzi do produkcji białka S koronawirusa, które jako antygen pobudza układ odpornościowy człowieka do produkcji przeciwciał neutralizujących. Po wyprodukowaniu białek, które nie wywołują choroby organizm uruchamia odpowiedź immunologiczną przeciwko wirusowi, umożliwiając rozwinięcie odporności. 

Czy szczepionka może „przeprogramować” ludzkie DNA?

Mark Lynasem, przedstawiciel grupy Alliance for Science na Uniwersytecie Cornell, udzielając wywiadu dla „Reuters”, powiedział, że żadna szczepionka nie może modyfikować genetycznie ludzkiego DNA. Szczepionki mRNA nie powodują zmian ludzkiego materiału genetycznego, ponieważ nie pozwala im na to sposób, w jaki działają. 

Wprowadzony do komórki mRNA ulega translacji. Do przepisywania sekwencji zasad azotowych z RNA na łańcuch aminokwasów, dochodzi na rybosomach. W tym procesie nie dochodzi zatem do ingerencji w chromosomalnym DNA, ponieważ szczepionka nie integruje się z jądrem komórkowym. Ze względu różnic chemicznych, RNA pochodzące ze szczepionki nie może bezpośrednio zmienić ludzkiego DNA. 

Czy szybkie opracowywanie szczepionki na COVID-19 nie wpłynie negatywnie na bezpieczeństwo jej stosowania?

Monitorowanie bezpieczeństwa szczepionek odbywa się etapami. W pierwszej i drugiej fazie badań klinicznych szczepionki są testowane na małej liczbie ochotników, sprawdza się, czy są bezpieczne i czy określono właściwą dawkę leku. Badania w trzeciej fazie są już bardziej zaawansowane, liczba uczestników testu zakłada dziesiątki tysięcy osób. Sprawdza się wówczas, jak skuteczne jest działanie farmaceutyku oraz monitoruje wszelkie działania niepożądane. Na tym nie koniec, proces obserwacji trwa nawet po zatwierdzeniu tego etapu. 

Ze względu na panującą pandemię, aby zyskać na czasie zastosowano przyspieszone procedury testowania. Badania kliniczne szczepionek trzech przodujących firm, które starają się o rejestrację swoich produktów, odbyły się zgodnie ze standardowymi procedurami – w trzech fazach. Grupa badanych, podobnie jak w przypadku innych farmaceutyków, objęła 30–40 tys. osób. Ponadto środki, jakie zostały zainwestowane w badania nad COVID-19 sprawiły, że prace nad szczepieniami mogły postępować znacznie szybciej.