Як мРНК-вакцини зробили революцію в медицині

Донедавна більшість людей навіть не чули про технологію мРНК, яка лягла в основу вакцин Pfizer-BioNTech і Moderna. Тепер вчені вважають, що вони можуть допомогти у лікуванні раку, ВІЛ та важких тропічних хвороб.

Лише рік тому Анна Блекні працювала у досить непомітній, нішевій галузі науки в одній лондонській лабораторії. Мало хто за межами її наукового кола чув про мРНК-вакцини.

Жодної тоді ще не існувало.

Учасників щорічної конференції, на якій вона 2019 року презентувала свою доповідь, було лише кілька десятків, навіть не сотень. Але сьогодні вона - надзвичайно популярний фахівець.

Блекні працює асистенткою професора Університету Британської Колумбії у Канаді та має 253 000 підписників і 3,7 мільйона лайків у TikTok.

Вона визнає, що опинилася у потрібному місці в потрібний час. Нову хвилю наукового прогресу, на гребні якої вона є, Блекні називає RNAissance (РНК-відродження).

У зв'язку з пандемією Covid-19 термін "мРНК-вакцина" став відомим широкому загалу. Багато хто отримав саме таку вакцину від компаній Pfizer-BioNTech та Moderna.

Технологію, на яку ще кілька років тому майже не звертали уваги, тепер вважають революційною.

Науковці порушують важливі питання: чи допоможуть мРНК-вакцини у лікуванні раку, ВІЛ і важких тропічних хвороб та, можливо, вони взагалі наділять нас надлюдським імунітетом?

Месенджер рибонуклеїнової кислоти, або скорочено мРНК, — це одноланцюгова молекула, яка переносить генетичний код від ДНК до механізму, що виробляє білок клітини.

Без мРНК ваш генетичний код не використовувався б, білки б не вироблялися й ваш організм не зміг би функціонувати.

Якщо ДНК - це банківська картка, то мРНК - це зчитувач карт.

Щойно вірус потрапляє всередину наших клітин, він вивільняє власну РНК, обманом змушуючи наші захоплені клітини виробляти копії вірусу у вигляді вірусних білків, які заплутують нашу імунну систему.

Традиційні вакцини вводять в організм інактивований білок вірусу, або антиген, який вчить імунну систему розпізнавати вірус, якщо він знову з'явиться.

Революційність мРНК-вакцини полягає у тому, що потреби вводити сам антиген немає.

Замість нього у цих вакцинах використовується генетична послідовність або "код" антигену у вигляді мРНК. Такий привид справжнього вірусу все одно змушує організм створювати цілком реальні антитіла.

Після цього штучна мРНК зникає, її руйнують природні захисні сили організму, як-от ферменти, які її розщеплюють, й залишаються лише антитіла.

мРНК-вакцина - безпечніша, швидша у виробництві й дешевша, ніж традиційні вакцини. Більше не потрібні величезні біологічно захищені лабораторії, які вирощують смертельні віруси у мільйонах курячих яєць.

Натомість лише одна лабораторія може секвенувати білки антигену та надіслати його по всьому світу.

Маючи цю інформацію, лабораторія може виготовити "мільйон доз мРНК в одній пробірці об'ємом 100 мл", пояснює Блекні.

Ми стали свідками цього процесу в режимі реального часу.

10 січня 2020 року Чжан Юнчжен, професор зоонозів (інфекційних хвороб, які поширюють тварини) з Китайського центру контролю та профілактики захворювань у Пекіні, секвенував геном Covid-19 і опублікував його наступного дня.

11 березня ВООЗ оголосила Covid-19 пандемією. 16 березня розпочалися клінічні випробування першої мРНК-вакцини, в якій використали послідовність Чжан.

Управління з контролю за якістю продуктів і медикаментів США схвалило вакцину Pfizer-BioNTech 11 грудня 2020 року.

Вона стала першою в історії мРНК-вакциною, схваленою для людей, а також першою вакциною з ефективністю 95% у клінічних випробуваннях.

18 грудня схвалили другу мРНК-вакцину - Moderna. Попередньому володарю титулу "найшвидша вакцина в історії", вакцині від паротиту, знадобилося чотири роки. Розробка вакцин Moderna і Pfizer-BioNTech зайняла лише 11 місяців.

Теорію, яка лежить в основі мРНК-вакцини, запропонували вчені з Університету Пенсильванії Каталін Каріко та Дрю Вайсман, які здобули премію Ласкера 2021 року, головну американську премію за біомедичні дослідження.

Ще 2019 року вважали, що до масового застосування мРНК-вакцин залишається як мінімум п'ять років. Пандемія прискорила розвиток цієї галузі медицини на пів десятиліття.

Кетрін Вайтхед, доцентка кафедри хімічної інженерії та біомедичної інженерії в Університеті Карнегі-Меллона, а також головна співробітниця Вайсмана і Каріко визнає, "мало хто з науковців уявляв 95% початкової ефективності в умовах надзвичайної ситуації".

Але тепер можливості здаються безмежними. За словами Блекні, "якщо технологія так добре працює з вірусним глікопротеїном, які ще вакцини ми можемо зробити з ним? І що ми можемо зробити крім цього?"

Доцент кафедри біології з Університету Рочестера Драгоні Фу отримав прискорене фінансування своєї лабораторії від Національного наукового фонду для дослідження білків РНК.

Якщо зараз ми бачимо мРНК-вакцину 1.0 від Covid-19, то вакцина 2.0 буде боротися з двома іншими видами захворювань. З одного боку, це патогени Sars, ВІЛ, вірус Зіка, герпес і малярійні паразити.

"Друга категорія - аутоімунні захворювання", - зазначає вчений.

"Це цікаво, тому що виходить за межі звичного визначення вакцини".

За словами Фу, технологія мРНК потенційно може зменшувати запальні процеси, що відкриває "широкі можливості".

Наразі вчені розробляють вакцини та методи лікування на основі мРНК для таких хвороб, як муковісцидоз та розсіяний склероз, ВІЛ, серцеві та важкі легеневі захворювання, астма.

Досліджуються й методи боротьби з тропічними хворобами. Moderna близька до другої з трьох фаз клінічних випробувань мРНК-вакцини від вірусу зіка та хвороби чікунгунья.

Обидві хвороби називають "занедбаними", тому що ними хворіє найбідніше населення світу, й вони не отримують належних досліджень та фінансування.

Швидкість виробництва й дешевина мРНК-вакцин можуть назавжди змінити цю ситуація, поклавши кінець важким тропічним хворобам.

Утім, перша нова мРНК-вакцина, яка з'явиться на наших полицях, буде від більш відомого нам ворогу - грипу. Віруси грипу спричинюють 290-650 тисяч смертей щороку у світі.

"мРНК-вакцини від грипу розроблялися роками, і результати клінічних випробувань є обнадійливими. Наразі існує п'ять клінічних випробувань грипу А, одне з яких проходить другу фазу", - пояснює Вайтхед.

Їхня поява може бути дуже вчасною. Пол Хантер, професор з охорони здоров'я в Університеті Східної Англії у Великій Британії й консультант ВООЗ, попереджає, що у деяких країнах може бути епідемія грипу, що принесе більше смертей, ніж Covid-19.

Кілька фармацевтичних компаній також розробляють мРНК-вакцини й ліки проти раку.

"Ракові клітини часто мають певні поверхневі маркери, яких немає у решти клітин в організмі", - каже Блекні.

"Отже, теоретично ми можемо навчити свою імунну систему розпізнавати та вбивати ці клітини - так само, як вона знищує вірус. Треба лише визначити, які білки розташовані на поверхні ракових клітин, і використати їх. Принцип такий же як у вакцини", - додає дослідниця.

Технологія мРНК може відкрити й ще одні двері у медицині - це розробка індивідуальної терапії для певного пацієнта, яка приваблює дослідників вже протягом багатьох років.

Теоретично "вчені можуть взяти зразок пухлини з організму людини, секвентувати білок її клітин і створити індивідуальну вакцину для цього пацієнту".

Якщо за лікування раку, ВІЛ та тропічних захворювань відповідатиме технологія мРНК 2.0, то що зможе робити версія 3.0?

Однією з величезних проблем сучасної медицини є стійкість до антибіотиків.

"Ми можемо уявити собі створення вакцини від бактеріального антигену, як-от С.difficile, або деяких інших складних для лікування бактерій", - зазначає Блекні.

Наукові журнали, як-от Frontiers, вже почали досліджувати цю ідею.

Технологію мРНК можна застосувати й для розв'язання багатьох інших проблем зі здоров'ям, як-от непереносність лактози. На неї страждають сотні мільйонів людей азійського походження, й можливо одного дня вона може вразити близько 68% населення планети.

"Мені бракує білка, який розщеплює лактозу", - розповідає Драгоні Фу, доцент Університету Рочестера, який також страждає на непереносність лактози.

"Теоретично можна розробити якийсь спосіб передачі інформації, тобто мРНК, який навчить організм виробляти білок, потрібний для розщеплення лактози. Цей стан не загрожує життю, але це індустрія вартістю мільярди доларів".

Наразі проводять дослідження й того, як за допомогою мРНК знищити високий рівень холестерину, який спричинює серцеві захворювання.

Усе ці дослідження порушують питання, чи не наділить нас технологія мРНК практично надлюдським імунітетом?

Навіть мРНК-вакцини від Covid-19 дозволили деяким людям виробити такий високий рівень антитіл, що він здатний нейтралізувати одразу кілька варіантів Covid-19.

Існує потенціал і для змішування різних мРНК-вакцин, щоби водночас захистити людину від раку та вірусів. Наразі й Moderna, й Novavax вже розробляють комбіновані вакцини проти Covid-19 та грипу.

Утім, навколо мРНК-вакцин поки що залишається й чимало питань.

Наразі технологія потребує регулярної ревакцинації досить часто з неприємними побічними ефектами та необхідністю йти до лікарні.

На момент написання статті мРНК-вакцини використовують у світі менш ніж рік. Анафілактичні реакції (хоча й несмертельні) мали приблизно 2-5 людей на мільйон вакцинованих у Сполучених Штатах.

Приблизно 4,7 випадків на мільйон - з вакциною Pfizer-BioNTech і 2,5 на мільйон - у вакцинованих Moderna.

Хоча цей показник досить низький, він в 11 разів перевищує ризик алергічної реакції на вакцину від грипу.

"Нам все ще не до кінця відомо, як довго зберігаються антитіла в організмі й скільки триватиме імунітет", - зауважує Блекні.

Дослідниця додає, багато людей "насправді не хочуть вакцинуватися кілька разів на рік, випадаючи з життя на три дні".

Наразі лабораторія Анни Блекні в Університеті Британської Колумбії працює над новим видом мРНК вакцин - saRNA (self-amplifying mRNA, тобто мРНК, яка самопосилюється).

Вона має ті самі структурні компоненти, що і звичайна мРНК, за винятком того, що, потрапляючи до клітини, вона здатна робити копії самої себе.

"Технологія дозволяє використовувати приблизно у 100 разів нижчу дозу препарату, - пояснює Блекні. - Вона дорожча, але зменшує потребу у болісній ревакцинації".

Компанія AstraZeneca вже виділила на її розробку 195 млн доларів.

А тим часом дослідники Фу, Вайтхед, Блекні та їхні колеги продовжують нестися на хвилі популярності мРНК-технології. Куди б вона їх не винесла, точно одне - ця галузь вже ніколи не буде нішевою, як було колись.

Насамперед, якщо ви розміщуєте свої пояснювальні відео у TikTok, як це робить Блекні. "Моя місія - інформувати людей про вакцини, - сміється дослідниця. - Я отримую безліч різних запитань".

"Але іноді люди говорять "завдяки вам я й мій партнер вакцинувалися". І це дійсно вражає", - додає вона.

Источник: bbc.com

Новости портала «Весь Харьков»