DNS és mRNS vakcinák
FrissítveMartina Feichter biológiát tanult innsbrucki választott tárgyú gyógyszertárban, és elmerült a gyógynövények világában is. Innentől nem volt messze más orvosi témák, amelyek a mai napig elragadják. Újságíróként végzett a hamburgi Axel Springer Akadémián, és 2007 óta dolgozik anál - először szerkesztőként, 2012 óta szabadúszó íróként.
További információ a szakértőiről A összes tartalmát orvosi újságírók ellenőrzik.
A DNS- és mRNS-vakcinák a vakcinák új generációját képviselik, teljesen más módon működnek, mint a jól ismert élő és halott vakcinák. Itt megtudhatja, hogyan néz ki, és milyen előnyökkel és potenciális kockázatokkal jár a DNS- és mRNS -vakcinák!
Mik azok az mRNS és DNS vakcinák?
Az úgynevezett mRNS-vakcinák (röviden: RNS-vakcinák) és a DNS-vakcinák a gén-alapú vakcinák új osztályába tartoznak. Évek óta intenzíven kutatják és tesztelik. A koronavírus -járvány nyomán az mRNS -vakcinákat először engedélyezték az emberek immunizálására. Hatáselvük eltér a korábbi hatóanyagokétól.
A klasszikus élő és halott vakcinák gyengített vagy elpusztított vagy inaktivált kórokozókat vagy azok részeit hozzák be a szervezetbe.Az immunrendszer úgy reagál, hogy specifikus antitesteket képez ezen idegen anyagok ellen, amelyeket antigéneknek neveznek. A vakcinázott személy ezután immunitást alakít ki a szóban forgó kórokozóval szemben.
Az új gén alapú vakcinák (DNS és mRNS vakcinák) különböznek egymástól: csak a kórokozó antigének genetikai tervét csempészik az emberi sejtekbe. A sejtek ezt követően ezeket az utasításokat használják fel az antigének összeszerelésére, amelyek ezután specifikus immunválaszt váltanak ki. Röviden: gén alapú vakcinákkal a komplex vakcinagyártás egy része - az antigének kivonása - a laboratóriumból az emberi sejtekbe kerül.
A gén-alapú vakcinák a DNS- és mRNS-vakcinák mellett az úgynevezett vektor-vakcinákat is tartalmazzák.
Mi a DNS és az mRNS?
A DNS rövidítés a dezoxiribonukleinsavat jelenti. A genetikai információ hordozója a legtöbb szervezetben, beleértve az embereket is. A DNS egy kettős szálú lánc, amely négy építőelemből (ún. Bázisból) áll, amelyek párban vannak elrendezve - hasonlóan a kötéllétrához. A bázispárok elrendezése a tervrajz kódja, amely alapján több ezer fehérjét állítanak elő. Ezek képezik az egész test felépítésének és működésének alapját.
Egy bizonyos fehérje előállításához a sejt először bizonyos enzimeket (polimerázokat) használva hozza létre a DNS-szegmens "másolatát" a megfelelő összeszerelési utasításokkal (gén) egyszálú mRNS (hírvivő ribonukleinsav) formájában. Ezt a folyamatot transzkripciónak nevezik. Az mRNS elhagyja a magot, és a sejtplazmában (citoplazmában) olvasható. A szóban forgó fehérjét ezen összeszerelési utasítások alapján állítják össze. A genetikai terv fehérjévé történő "fordítását" transzlációnak nevezik.
Hogyan működnek a DNS és mRNS vakcinák?
A DNS -vakcinák a kórokozóban lévő antigén DNS -tervét (génjét) tartalmazzák. Az mRNS vakcinák esetében ez az antigén terv már mRNS formájában is rendelkezésre áll. És így működik a DNS vagy mRNS vakcinával történő immunizálás:
mRNS vakcina
Az mRNS "meztelenül" is jelen lehet a vakcinában. A csomagolás nélküli mRNS azonban nagyon érzékeny és törékeny. A szervezet ezeket is gyorsan lebontja, különösen, ha a vakcinát az izomba fecskendezik. Ezért az mRNS legalább stabilizálódik, például speciális fehérjemolekulákkal.
Általában azonban a kórokozó antigén mRNS -tervezete egy csomagban található. Ez egyrészt védi a törékeny mRNS -t, másrészt megkönnyíti az idegen genetikai anyag testsejtbe történő felszívódását. A csomagolás állhat például lipid nanorészecskékből, vagy röviden LNP -ből (lipidek = zsírok). Néha az idegen mRNS -t liposzómákba is csomagolják. Ezek kicsi hólyagok, amelyekben vizes fázis van, amelyet egy lipid kettős réteg vesz körül. Ez a héj kémiailag hasonlít a sejtmembránra.
Miután az idegen mRNS -t felvette egy sejtben, közvetlenül "leolvassák" a citoplazmában. A sejt ezt követően előállítja a megfelelő kórokozófehérjét (antigént), majd bemutatja ezt a saját sejtfelszínén. Az immunrendszer ezután felismeri az idegen szerkezetet és elindítja az immunválaszt. Többek között a szervezet most megfelelő antitesteket termel. Ez lehetővé teszi a szervezet számára, hogy "valódi" fertőzés esetén gyorsan reagáljon magára a kórokozóra. Az oltott hírvivő RNS viszont viszonylag gyorsan újra lebomlik.
DNS vakcina
A kórokozó antigén DNS -tervét általában először olyan plazmidba építik, amely nem tud szaporodni. A plazmid egy kicsi, kör alakú DNS -molekula, amely jellemzően baktériumokban található.
A plazmid az antigén tervrajzával együtt behatol a test sejtjeibe. Egyes DNS -vakcináknál ezt elektroporáció is alátámasztja: A szúrás helyén rövid elektromos impulzusokat használnak a sejtmembrán permeabilitásának rövid ideig történő növelésére, hogy nagyobb molekulák, például idegen DNS könnyebben áthaladhassanak.
A DNS-antigén tervrajzát ezután a sejtmag mRNS-ébe írják át. Ez elhagyja a magot, és a citoplazmában a megfelelő antigénné alakul át. Gyakran ez a kórokozó felszíni fehérje. Ezután beépül a cella héjába. Ez az idegen fehérje a sejtfelszínen végső soron a helyszínre hívja az immunrendszert. Sajátos védelmi reakciót indít el. Ha a vakcinázott személy ezután megfertőződik a tényleges kórokozóval, a szervezet gyorsabban képes harcolni ellene.
A vakcinák mentik a kockázatokat?
Néhány ember fő aggodalma az, hogy az mRNS és a DNS vakcinák károsíthatják vagy megváltoztathatják az emberi genomot. De eddig erre nem volt bizonyíték. Arra sincs bizonyíték, hogy a védőoltások olyan betegségeket okozhatnak, mint a rák.
Az mRNS vakcinák megváltoztathatják az emberi genomot?
Szinte lehetetlen, hogy az mRNS vakcinák károsíthassák vagy megváltoztathassák az emberi genomot. Ennek több oka is lehet:
>> Az mRNS nem jut be a sejtmagba: egyrészt az idegen mRNS, amelyet a sejtekbe csempésztek, és az emberi DNS különböző helyeken tartózkodik - az mRNS a sejtplazmában marad, míg az emberi DNS a sejtben fekszik sejtmag. Ezt membrán választja el a sejttől. Igaz, hogy vannak olyan nukleáris pórusok, amelyeken keresztül a sejtmagból származó mRNS belép a sejtplazmába. Ez azonban egy összetett folyamat, amely csak egy irányba fut. Nincs visszaút.
>> Az mRNS nem integrálható a DNS -be: Másrészt az mRNS és a DNS kémiai szerkezete eltérő. Ezért az mRNS egyáltalán nem építhető be az emberi genomba. Ehhez először át kell írni a DNS -be. Ehhez a lépéshez speciális enzimekre van szükség, amelyek bizonyos vírusokból (retrovírusok) már régóta ismertek, de emberi sejtekben is előfordulnak, amint az egy ideje ismert. Tehát elképzelhető lenne, hogy a vakcinaként beadott mRNS -t DNS -vé alakíthatjuk át, majd beépíthetjük az emberi genomba?
Nézzük először a retrovírusok enzimjeit: Az ilyen típusú vírusok (amelyek magukban foglalják a HIV AIDS kórokozót is) reverz transzkriptázt és integrázt tartalmaznak. Segítségükkel a vírusok átírhatják RNS -genomjukat DNS -be, majd integrálhatják azt egy fertőzött emberi sejt DNS -genomjába.
Elméletileg a következő elképzelhető: Ha egy ilyen RNS -vírussal (pl. HIV) fertőzött személy véletlenül rendelkezik oltóanyag -mRNS -sel és a vírussal a test sejtjében, akkor a vírus enzimek a sejtben lévő számos emberi mRNS -darab között bármikor mindenből "kihalássza" a vakcinaként bevezetett mRNS -t, és írja át DNS -be.
Ahhoz, hogy ez megtörténhessen, ami egyébként nagyon valószínűtlen, egy másik tényezőre lenne szükség: Az mRNS DNS -be történő transzkripciójához genetikai indítási szekvencia szükséges ("primer"), amelyet maguk az RNS -vírusok hoznak magukkal. Ez a primer azonban úgy van kialakítva, hogy csak a vírus saját RNS -genomját írják át a DNS -be - és nem a sejtben lévő más mRNS -t. Az mRNS vakcinák pedig maguk sem tartalmaznak "primert".
Ezért gyakorlatilag lehetetlen, hogy a vakcina mRNS -ét ilyen módon átírják a DNS -be, majd beépítsék az emberi genomba.
Ugyanez a következtetés vonható le, ha megnézzük azokat az emberi enzimeket, amelyek képesek RNS -t DNS -re átírni: Amint az elején említettük, a sejt polimeráz enzimeket használhat a DNS mRNS -re történő átalakítására, amely ezután sablonként szolgál a sejtplazma fehérjeszintéziséhez . A polimerázoknak azonban más feladataik is vannak: a sejtosztódás előtt megkettőzik az emberi DNS genomot, így minden létrejövő leánysejt teljes genetikai információt kap. A polimerázok javíthatják a DNS -károsodást is.
Hosszú ideig azt hitték, hogy a polimerázok csak átírhatják a DNS -t mRNS -re és a DNS -t DNS -re. Manapság azonban ismert, hogy egyes polimerázok RNS -t is át tudnak írni DNS -be (például a retrovírusok reverz transzkriptáza). Mindenekelőtt az úgynevezett théta polimeráz rendelkezik ezzel a képességgel. Ennek az enzimnek a feladata a DNS -károsodások helyreállítása. Ha például egy darab hiányzik a DNS-szegmens két szálából, akkor a théta-polimeráz összeállíthatja a hiányzó darabot a DNS-t kiegészítő második egyetlen szál használatával (azaz a DNS-DNS transzlációval).
Mint a közelmúltban kiderült, ez az enzim RNS -t is használhat sablonként, és lefordíthatja DNS -be - még hatékonyabban és kevesebb hibával, mint a DNS másolása. A téta polimeráz még inkább az mRNS -átiratokat használja sablonként a DNS -károsodás helyreállítására.
Tehát az enzim a vakcinaként beadott mRNS -t is átírhatja a DNS -be? Szakértők szemszögéből ez nem valószínű, és ugyanezen okból kifolyólag a vírus enzim reverz transzkriptáza nem képes erre - hiányzik a szükséges genetikai start szekvencia ("primer").
A DNS -vakcinák megváltoztathatják az emberi genomot?
Az úgynevezett DNS-vakcinákkal némileg más a helyzet. A szerkezet megfelel az emberi DNS -nek. A szakértők azonban rendkívül valószínűtlennek tartják, hogy valójában véletlenül beépüljenek az emberi genomba: Az állatgyógyászatban már jóváhagyott DNS -vakcinákkal végzett sokéves kísérletek és tapasztalatok nem szolgáltattak erre bizonyítékot.
Az mRNS és a DNS vakcinák okozhatnak autoimmun betegségeket?
A veszély itt nem nagyobb, mint a klasszikus élő és halott vakcinák esetében. A védőoltások bármely formája aktiváló hatással van az immunrendszerre. Nagyon ritka esetekben ez valójában autoimmun reakciót okozhat. A sertésinfluenza elleni oltás után körülbelül 1600 embernél alakult ki később narkolepszia. Tekintettel a vakcina sok millió beoltott adagjára, a kockázat elhanyagolhatónak tűnik. Ezenkívül a vírusos betegségek önmagukban autoimmun betegséghez vezethetnek.
A mRNS és a DNS vakcinák károsíthatják a csíravonalat?
Nem. A jelenlegi ismeretek szerint az oltás hatóanyagai nem jutnak el a petesejtekhez és a spermiumokhoz.
A DNS és mRNS vakcinák előnyei
Az a tény, hogy a gyógyszeripar évek óta sok munkát és pénzt fektetett be a DNS- és mRNS -vakcinák kifejlesztésébe, többek között annak köszönhető, hogy olcsóbban és mindenekelőtt sokkal gyorsabban állíthatók elő, mint a hagyományos élő és halott vakcinák. Utóbbi esetében először a kórokozókat kell fáradságos módon és nagy mennyiségben tenyészteni, majd meg kell szerezni az antigénjeiket.
Gén-alapú vakcinák, például DNS- és mRNS-vakcinák esetében az oltott személy felelős az antigén előállításáért. A védőoltásként beadott genetikai antigén tervrajzok viszonylag gyorsan és egyszerűen előállíthatók elegendő mennyiségben, és - ha a kórokozó genetikailag módosított (mutált) - gyorsan adaptálható.
További előny, hogy az átvitt idegen genetikai anyag nem marad tartósan a szervezetben. A szervezet lebontja, vagy eltűnik, amikor a sejtek természetes módon lebomlanak. Az idegen antigéneket ezért csak rövid ideig állítják elő. Ez az időszak azonban elegendő az immunválaszhoz.
Ha összehasonlítja a DNS és az mRNS vakcinákat egymással, az utóbbiaknak számos előnye van: A véletlen beépülés az emberi genomba még kevésbé valószínű, mint a DNS -vakcinákkal. Ezenkívül általában erősítőket (adjuvánsokat) kell hozzáadni a DNS -vakcinákhoz, hogy hatékony immunválaszt válthassanak ki.
DNS és mRNS vakcinák: jelenlegi kutatások
A tudósok már évek óta vagy akár évtizedek óta kutatják a DNS- és mRNS -vakcinák kifejlesztését. A koronavírus -járvány részeként az illetékes hatóságok - az EU -ban ez az Európai Gyógyszerügynökség EMA - végre először jóváhagyták az embereken történő mRNS -vakcinákat.
A BioNTech / Pfizer és a Moderna már kapható vakcinái mellett más mRNS-alapú vakcinákat is tesztelnek. Néhány projekt ismét a korona elleni DNS -vakcinára összpontosít.
De nem csak a DNS- és mRNS-vakcinák szerepelnek a Sars-CoV-2 elleni lehetséges vakcinajelöltek listáján. A tudósok és a gyógyszergyártó cégek is dolgoznak a vektorvakcinákon, valamint a hagyományos élő és halott vakcinákon. A "Koronavírus elleni védőoltás" című cikkünkben mindent megtudhat, amit tudnia kell.
Ezenkívül a gyógyszeripari vállalatok jelenleg mintegy 20 különböző betegség, köztük az influenza, az AIDS, a hepatitis B, a hepatitis C és a méhnyakrák (általában HPV -vírusok által okozott fertőzés) elleni DNS -vakcinákon dolgoznak. Ide tartoznak a terápiás vakcinajelöltek is, azaz azok, amelyeket már be lehet adni beteg embereknek (pl. Rákos betegek).
Különféle mRNS -vakcinákon, például az influenza, a veszettség és a Zika -vírus ellen is intenzíven dolgoznak.
Címkék: terhesség tcm gpp
