DNA- ja mRNA -rokotteet

Päivitetty

Martina Feichter opiskeli biologiaa vapaaehtoisen apteekin palveluksessa Innsbruckissa ja uppoutui myös lääkekasvien maailmaan. Sieltä se ei ollut kaukana muista lääketieteellisistä aiheista, jotka edelleen kiehtovat häntä tähän päivään asti. Hän opiskeli toimittajaksi Axel Springer Academyssa Hampurissa ja on työskennellytissa vuodesta 2007 alkaen - ensin toimittajana ja vuodesta 2012 freelance -kirjailijana.

Lisätietoja -asiantuntijoista Lääketieteelliset toimittajat tarkistavat kaiken -sisällön.

DNA- ja mRNA-rokotteet edustavat uuden sukupolven rokotteita, jotka toimivat täysin eri tavalla kuin tunnetut elävät ja kuolleet rokotteet. Selvitä miltä se näyttää ja mitä etuja ja mahdollisia riskejä DNA- ja mRNA -rokotteet tuovat mukanaan täältä!

Mitä ovat mRNA- ja DNA -rokotteet?

Niin sanotut mRNA-rokotteet (lyhyt: RNA-rokotteet) ja DNA-rokotteet kuuluvat uuteen geenipohjaisten rokotteiden luokkaan. Niitä on tutkittu ja testattu intensiivisesti useiden vuosien ajan. Koronapandemian jälkeen mRNA -rokotteet hyväksyttiin ensimmäistä kertaa ihmisten immunisoimiseksi. Niiden toimintaperiaate eroaa aiemmista vaikuttavista aineista.

Klassiset elävät ja kuolleet rokotteet tuovat heikentyneitä tai tapettuja tai inaktivoituja taudinaiheuttajia tai niiden osia kehoon.Immuunijärjestelmä reagoi muodostamalla spesifisiä vasta -aineita näitä vieraita aineita vastaan, joita kutsutaan antigeeneiksi. Rokotetulle henkilölle kehittyy sitten immuniteetti kyseiselle taudinaiheuttajalle.

Uudet geenipohjaiset rokotteet (DNA- ja mRNA-rokotteet) ovat erilaisia: ne salakuljettavat vain patogeeniantigeenien geneettisen suunnitelman ihmisen soluihin. Sitten solut käyttävät näitä ohjeita kootakseen itse antigeenit, jotka sitten laukaisevat spesifisen immuunivasteen. Lyhyesti: Geenipohjaisilla rokotteilla osa monimutkaisesta rokotetuotannosta - antigeenien uuttaminen - siirretään laboratoriosta ihmissoluihin.

Geenipohjaisiin rokotteisiin kuuluu DNA- ja mRNA-rokotteiden lisäksi myös ns. Vektorirokotteet.

Mitä ovat DNA ja mRNA?

Lyhenne DNA tarkoittaa deoksiribonukleiinihappoa. Se on geneettisen tiedon kantaja useimmissa organismeissa, myös ihmisissä. DNA on kaksisäikeinen ketju, jossa on neljä rakennuspalikkaa (joita kutsutaan pohjaksi) ja jotka on järjestetty pareittain - samanlainen kuin köysitikkaat. Perusparien järjestely on suunnitelman koodi, jonka perusteella tuotetaan tuhansia proteiineja. Ne ovat koko kehon rakenteen ja toiminnan perusta.

Tietyn proteiinin tuottamiseksi solu käyttää ensin tiettyjä entsyymejä (polymeraaseja) luodakseen "kopion" DNA-segmentistä ja vastaavista kokoonpano-ohjeista (geeni) yksijuosteisen mRNA: n (messenger ribonucleic acid) muodossa. Tätä prosessia kutsutaan transkriptioksi. MRNA poistuu ytimestä ja luetaan soluplasmasta (sytoplasma). Kyseinen proteiini kootaan näiden asennusohjeiden perusteella. Tätä geneettisen suunnitelman "käännöstä" proteiiniksi kutsutaan käännökseksi.

Miten DNA- ja mRNA -rokotteet toimivat?

DNA -rokotteet sisältävät patogeenin antigeenin DNA -suunnitelman (geenin). MRNA -rokotteiden tapauksessa tämä antigeenisuunnitelma on jo saatavilla mRNA: n muodossa. Ja näin immunisointi DNA- tai mRNA -rokotteella toimii:

mRNA -rokote

MRNA voi olla rokotteessa "paljaana". Pakkaamaton mRNA on kuitenkin erittäin herkkä ja hauras. Keho myös hajottaa ne nopeasti, varsinkin jos rokote ruiskutetaan lihakseen. Siksi mRNA on ainakin stabiloitu, esimerkiksi erityisillä proteiinimolekyyleillä.

Yleensä kuitenkin patogeeniantigeenin mRNA -suunnitelma on pakkauksessa. Toisaalta tämä suojaa haurasta mRNA: ta ja toisaalta helpottaa vieraan geneettisen materiaalin imeytymistä kehon soluun. Pakkaus voi koostua esimerkiksi lipidien nanohiukkasista tai lyhyesti LNP: stä (lipidit = rasvat). Joskus vieras mRNA pakataan myös liposomeihin. Nämä ovat pieniä rakkuloita, joiden sisällä on vesifaasi, jota ympäröi kaksikerroksinen lipidi. Tämä kuori muistuttaa kemiallisesti solukalvoa.

Kun vieras mRNA on otettu soluun, se "luetaan" suoraan sytoplasmasta. Sitten solu tuottaa vastaavan patogeeniproteiinin (antigeenin) ja esittää sen sitten omalla solupinnallaan. Sitten immuunijärjestelmä tunnistaa vieraan rakenteen ja käynnistää immuunivasteen. Muun muassa keho tuottaa nyt sopivia vasta -aineita. Tämä mahdollistaa kehon reagoida nopeasti itse taudinaiheuttajaan "todellisen" infektion sattuessa. Rokotettu lähetti -RNA hajoaa taas suhteellisen nopeasti.

DNA -rokote

Patogeeniantigeenin DNA -suunnitelma rakennetaan yleensä ensin plasmidiin, joka ei voi lisääntyä. Plasmidi on pieni, pyöreä DNA -molekyyli, joka esiintyy tyypillisesti bakteereissa.

Plasmidi tunkeutuu kehon soluihin yhdessä antigeenisuunnitelman kanssa. Joillakin DNA -rokotteilla tätä tukee elektroporaatio: Pistokohdassa käytetään lyhyitä sähköpulsseja, jotka lisäävät lyhyesti solukalvon läpäisevyyttä niin, että suuret molekyylit, kuten vieras DNA, pääsevät helpommin läpi.

DNA-antigeenisuunnitelma transkriboidaan sitten solun ytimen mRNA: ksi. Tämä jättää ytimen ja muunnetaan vastaavaksi antigeeniksi sytoplasmassa. Usein se on taudinaiheuttajan pintaproteiini. Se rakennetaan sitten solun kuoreen. Tämä vieras proteiini solun pinnalla kutsuu lopulta immuunijärjestelmän paikalle. Se laukaisee erityisen puolustusreaktion. Jos rokotettu henkilö sitten tarttuu todelliseen taudinaiheuttajaan, keho voi taistella sitä nopeammin.

Säästävätkö rokotteet riskejä?

Joidenkin ihmisten suurin huolenaihe on, että mRNA- ja DNA -rokotteet voivat vahingoittaa tai muuttaa ihmisen perimää. Mutta toistaiseksi tästä ei ole ollut näyttöä. Ei ole myöskään näyttöä siitä, että rokotukset voivat aiheuttaa sairauksia, kuten syöpää.

Voivatko mRNA -rokotteet muuttaa ihmisen genomia?

On lähes mahdotonta, että mRNA -rokotteet voivat vahingoittaa tai muuttaa ihmisen perimää. Tähän on useita syitä:

>> mRNA ei pääse solun ytimeen: Toisaalta vieraa mRNA, joka on salakuljetettu soluihin ja ihmisen DNA, sijaitsee eri paikoissa - mRNA pysyy soluplasmassa, kun taas ihmisen DNA sijaitsee solussa ydin. Tämä erotetaan solusta kalvolla. On totta, että on olemassa ydinhuokosia, joiden kautta solun ytimen mRNA pääsee soluplasmaan. Tämä on kuitenkin monimutkainen prosessi, joka kulkee vain yhteen suuntaan. Paluumatkaa ei ole.

>> mRNA: ta ei voida integroida DNA: han: Toisaalta mRNA: lla ja DNA: lla on erilaiset kemialliset rakenteet. Siksi mRNA: ta ei voida sisällyttää ihmisen genomiin lainkaan. Tätä varten se on ensin kirjoitettava uudelleen DNA: han. Tämä vaihe vaatii erityisiä entsyymejä, jotka ovat jo pitkään olleet tiedossa tietyistä viruksista (retroviruksista), mutta joita esiintyy myös ihmissoluissa, kuten on tiedetty jo jonkin aikaa. Olisiko siis mahdollista, että rokotteena annettu mRNA voitaisiin muuntaa DNA: ksi ja sitten sisällyttää ihmisen genomiin?

Tarkastellaan ensin retrovirusten entsyymejä: Tämäntyyppisillä viruksilla (jotka sisältävät myös AIDS -patogeenin HIV) on entsyymejä käänteistranskriptaasi ja integraasi. Heidän avullaan virukset voivat kopioida RNA -genominsa DNA: ksi ja integroida sen sitten infektoituneen ihmissolun DNA -genomiin.

Teoreettisesti voidaan ajatella seuraavaa: Jos tällaisella RNA -viruksella (esim. HIV) tartunnan saaneella henkilöllä on rokotteen mRNA ja virus kehon solussa, virusentsyymit solussa esiintyvien monien ihmisen mRNA -kappaleiden joukossa milloin tahansa kaikesta "kalastaa" rokotteena otetun mRNA: n ja kopioi sen DNA: ksi.

Jotta tämä tapahtuisi, mikä on joka tapauksessa hyvin epätodennäköistä, tarvitaan toinen tekijä: mRNA: n transkriptio DNA: han vaatii geneettisen aloitusjakson (nimeltään "aluke"), jonka RNA -virukset tuovat mukanaan. Tämä aluke on kuitenkin suunniteltu siten, että vain viruksen oma RNA -genomi transkriboidaan DNA: han - ei mikään muu solussa oleva mRNA. Ja itse mRNA -rokotteet eivät sisällä "aluketta".

Siksi on käytännössä mahdotonta, että rokotteen mRNA transkriboidaan DNA: ksi tällä tavalla ja sisällytetään sitten ihmisen genomiin.

Samaan johtopäätökseen voidaan päästä, jos tarkastellaan ihmisen entsyymejä, jotka voivat kopioida RNA: n DNA: ksi: Kuten alussa mainittiin, solu voi käyttää polymeraasientsyymejä muuntaakseen DNA: n mRNA: ksi, joka toimii sitten mallina proteiinisynteesille soluplasmassa . Polymeraaseilla on kuitenkin myös muita tehtäviä: Ennen solujen jakautumista ne monistavat ihmisen DNA -genomin niin, että jokainen syntyvä tytärsolu vastaanottaa täyden geneettisen informaation. Polymeraasit voivat myös korjata DNA -vaurioita.

Pitkään luultiin, että polymeraasit voivat vain kirjoittaa DNA: n uudelleen mRNA: ksi ja DNA: n DNA: ksi. Nyt tiedetään kuitenkin, että jotkut polymeraasit voivat myös kopioida RNA: ta DNA: han (kuten retrovirusten käänteiskopioijaentsyymi). Ennen kaikkea niin sanotulla polymeraasiteetalla on tämä kyky. Tämän entsyymin tehtävä on korjata DNA -vaurioita. Jos esimerkiksi pala puuttuu yhdestä DNA-segmentin kahdesta juosteesta, teeta-polymeraasi voi koota puuttuvan kappaleen uudelleen käyttämällä komplementaarista toista yksittäistä DNA-juosetta (eli DNA-DNA-translaatiota).

Kuten äskettäin on havaittu, tämä entsyymi voi myös käyttää RNA: ta mallina ja kääntää sen DNA: ksi - jopa tehokkaammin ja vähemmän virheitä kuin se voi kopioida DNA: ta. Teeta -polymeraasi saattaa jopa haluta käyttää mRNA -transkripteja mallina DNA -vaurioiden korjaamiseen.

Voisiko siis entsyymi myös kopioida rokotteena annetun mRNA: n DNA: han? Asiantuntijoiden näkökulmasta tämä on epätodennäköistä, ja samasta syystä, miksi virusentsyymikäänteiskopioijaentsyymi ei kykene tähän - tarvittava geneettinen aloitusjakso ("aluke") puuttuu.

Voivatko DNA -rokotteet muuttaa ihmisen genomia?

Tilanne on hieman erilainen niin kutsuttujen DNA-rokotteiden kanssa. Rakenne vastaa ihmisen DNA: ta. Asiantuntijat pitävät kuitenkin äärimmäisen epätodennäköisenä, että ne voitaisiin sisällyttää vahingossa ihmisen genomiin: Vuosien kokeet ja kokemus eläinlääketieteessä jo hyväksytyistä DNA -rokotteista eivät ole osoittaneet tästä.

Voivatko mRNA- ja DNA -rokotteet aiheuttaa autoimmuunisairauksia?

Vaara ei näytä olevan suurempi kuin klassisilla elävillä ja kuolleilla rokotteilla. Kaikilla rokotuksilla on aktivoiva vaikutus immuunijärjestelmään. Hyvin harvinaisissa tapauksissa tämä voi johtaa autoimmuunireaktioon. Sikainfluenssarokotuksen jälkeen noin 1600 ihmistä sai myöhemmin narkolepsian. Kun otetaan huomioon miljoonat rokotetut annokset, riski näyttää vähäiseltä. Lisäksi virustaudit voivat itse johtaa autoimmuunisairauteen.

Voivatko mRNA- ja DNA -rokotteet vahingoittaa itulinjaa?

Ei. Nykyisen tietämyksen mukaan rokotteen vaikuttavat aineet eivät pääse munasoluihin ja siittiöihin.

DNA- ja mRNA -rokotteiden edut

Se, että lääketeollisuus on investoinut paljon työtä ja rahaa DNA- ja mRNA -rokotteiden kehittämiseen vuosien ajan, johtuu muun muassa siitä, että ne voidaan valmistaa halvemmalla ja ennen kaikkea paljon nopeammin kuin perinteiset eläviä ja kuolleita rokotteita. Jälkimmäisen osalta on ensin tarpeen viljellä taudinaiheuttajia työläällä tavalla ja suurina määrinä ja sitten hankkia niiden antigeenit.

Geenipohjaisissa rokotteissa, kuten DNA- ja mRNA-rokotteissa, rokotettava on vastuussa itse antigeenin tuottamisesta. Rokotuksena annetut geneettiset antigeenisuunnitelmat voidaan valmistaa suhteellisen nopeasti ja helposti riittävinä määrinä ja - jos taudinaiheuttaja on geneettisesti muunnettu (mutatoitu) - nopeasti mukautuvia.

Toinen etu on, että siirretty vieras geneettinen materiaali ei pysy kehossa pysyvästi. Se hajoaa elimistössä tai häviää, kun solut hajoavat luonnollisesti. Siksi vieraita antigeenejä tuotetaan vain lyhyen aikaa. Tämä aika riittää kuitenkin immuunivasteeseen.

Jos verrataan DNA- ja mRNA -rokotteita keskenään, jälkimmäisillä on useita etuja: vahingossa tapahtuva sisällyttäminen ihmisen genomiin on vielä epätodennäköisempää kuin DNA -rokotteiden kanssa. Lisäksi DNA -rokotteisiin on yleensä lisättävä voimakkaita tehostajia (adjuvantteja), jotta ne laukaisevat tehokkaan immuunivasteen.

DNA- ja mRNA -rokotteet: Nykyinen tutkimus

Tutkijat ovat tutkineet DNA- ja mRNA -rokotteiden kehittämistä useiden vuosien tai jopa vuosikymmenien ajan. Osana koronaviruspandemiaa vastuuviranomaiset - EU: ssa tämä on Euroopan lääkevirasto EMA - hyväksyivät vihdoin ensimmäistä kertaa ihmisille tarkoitetut mRNA -rokotteet.

BioNTech / Pfizerilta ja Modernalta saatavien rokotteiden lisäksi testataan myös muita mRNA-pohjaisia ​​rokotteita. Jotkut hankkeet keskittyvät jälleen DNA -rokotteeseen koronaa vastaan.

Mutta paitsi DNA- ja mRNA-rokotteet ovat luettelossa mahdollisista rokotekandidaateista Sars-CoV-2: ta vastaan. Tiedemiehet ja lääkeyhtiöt työskentelevät myös vektorirokotteiden sekä tavanomaisten elävien ja kuolleiden rokotteiden parissa. Löydät myös kaiken mitä sinun tarvitsee tietää artikkelistamme "Koronavirusrokotukset".

Lisäksi lääkeyhtiöt kehittävät parhaillaan DNA -rokotteita noin 20 eri sairautta vastaan, mukaan lukien influenssa, aids, hepatiitti B, hepatiitti C ja kohdunkaulan syöpä (yleensä HPV -virusten aiheuttama). Tämä koskee myös terapeuttisia rokotekandidaatteja eli niitä, jotka voidaan jo antaa sairaille (esim. Syöpäpotilaille).

Erilaisia ​​mRNA -rokotteita, esimerkiksi influenssaa, raivotautia ja Zika -virusta vastaan, kehitetään myös intensiivisesti.

Tunnisteet:  vaihtoehtoinen lääke toteuttamaton toive saada lapsia rupikonna myrkkykasveja