Як працюють вакцини нового покоління – "генетичні" та "векторні"

Коли людина вперше чує про "генетичні", "векторні" вакцини, їй може здаватися, що раніше такого не було.

Натомість людство почало створювати та проваджувати ці новітні розробки – ДНК та РНК-вмісні вакцини – ще до пандемії COVID-19.

Ці вакцини стали можливими завдяки стрімкому прогресу науки та медицини. А загроза пандемії прискорила появу ДНК та РНК-вакцин для людей. До створення жодної з вакцини не докладалося стільки ресурсів і фахівців.

10 років тому науковці вже досліджували ДНК-вмісні вакцини для боротьби проти ВІЛ, раку, грипу та гепатиту.

ДНК і РНК-вакцини – це інформаційні інструкції для наших клітин з побудови білка патогена. Вони "навчають" наші клітини боротися із "загарбниками" у нашому організмі. Навчають – і далі ці молекули швидко руйнуються всередині наших сильних і потужних клітин.

ТАКОЖ ОЗНАЙОМТЕСЯ: Найкраща вакцина від COVID-19 – та, яка у вас під рукою. Пояснення інфекціоніста

Молекули РНК – нестійкі, "ніжні", а відтак і не спроможні бодай якось вплинути на наші гени.

А ось, наприклад, надмірне засмагання на сонці чи проживання поблизу заводу важкої промисловості мають справді трагічний вплив на цілісність геному.

Тривалий шлях із численними дослідженнями свідчить про ефективність та безпечність дії "векторних" вакцин.

ДНК-вакцини: як все почалося

ДНК-вакцини, або ж векторні вакцини це не щось таке абсолютно маловивчене і невідоме.

Просто, при розробці нових препаратів-ліків, вакцин, шлях від ідеї до конкретного пацієнта займає багато часу саме через турботу про безпеку пацієнта при максимальній ефективності вакцини.

Ідея створення вакцин із використанням молекули ДНК з’явилася досить давно. У 1992 році така перша розробка була випробовувана на лабораторних мишах.

З 2005 року такі типи вакцин були дозволені для використання у ветеринарній медицині. Так, пройшли усі належні дослідження та перевірки на ефективність і безпечність вакцини проти лихоманки західного Нілу для імунізації коней, вакцини для лосося для захисту їх від вірусного гематопоетичного некрозу.

Пізніше з 2007 року ДНК-вакцини почали використовуватися для імунізації собак та свиней.

Успішний досвід застосування цих вакцин у сільському господарстві та постійне вдосконалення цієї технології давали надію на появу нового та ефективного типу захисту і для людей.

Тож уже на кінець 2010 років активно проводились відкриті клінічні випробовування на добровольцях 1, 2 та 3 фази.

Загалом на початок 2010 років досліджували дію більш ніж 40 різних кандидатів ДНК-вакцин.

Більшість (62%) цих досліджень вивчали ефективність та безпечність вакцини проти ВІЛ (33%) або раку (29%).

Майже половина (38%) вакцин проти раку націлені на меланому.

Решта 38% ДНК-вакцин – це кандидати у вакцини проти грипу, гепатиту В та С, ВПЛ та малярії.

На кінець 2018 року лише у США проводились клінічні дослідження понад 500 ДНК-вакцин. Усі ці дослідження свідчать про ефективність та безпечність дії такого типу вакцини.

Науковий прорив РНК-вакцин

У порівнянні з ДНК-вакцинами, РНК-вакцини дійсно новий гравець у сучасній медицині.

Але сама ідея не є принципово новою і дослідження у галузі розробки РНК-вакцин проводилися різними інституціями та компаніями як мінімум із 2010 року.

Головна проблема РНК-вакцин – це ніжність та нестійкість цієї молекули. Річ у тому, що на відміну від ДНК, це одноланцюгова молекула, яка швидко руйнується білками-ферментами нашої клітини.

І вченим прийшлось добряче потрудитися, аби придумати, як її захистити, щоб використовувати у якості інформаційної молекули для вакцинації.

Основною перевагою підходу використання мРНК для розробки вакцини є можливість швидкого та масштабованого виготовлення, що дуже на часі, коли у вас епідемія у розпалі.

На додаток, РНК-вакцини можуть викликати сильнішу та широку імунну відповідь, оскільки вони стимулюють як адаптивну, так і вроджену імунну систему.

РНК-вакцини не мають клітинних компонентів, неінфекційні та не інтегруються у геном господаря. Тож можна не турбуватись про інсерційний мутагенез.

А останнє – це супутній ризик застосування вірусних векторів. Також з таким підходом можна отримувати мультигенні вакцини, тобто такі, що кодують кілька білків.

Хороший приклад – це РНК- вакцина, що кодує цитомегаловірусні глікопротеїни людини gB та пентамерний комплекс.

На стадії клінічних випробовувань наразі перебувають і деякі РНК-вакцини для терапії раку. Головна ідея полягає у тому, щоб примусити клітини виробляти специфічні антипухлинні антигени, підвищуючи таким чином антипухлинну імунну відповідь.

Більшість таких вакцин наразі перебувають на 1 або 2-й стадії досліджень. Наприклад, CV9202, розробка біотехнологічної компанії CureVac (Німеччина), кодує 6 антигенів, що зазвичай виробляються у пухлинах легень non‐small‐cell lung cancer (NSCLC).

Як працюють "векторні" вакцини

У "класичних" вакцинах для активації імунної відповіді пацієнта можуть бути використані або ослаблений патоген або ж лише якийсь його білок чи фрагмент білку, що якраз і є основним тригером імунної системи.

На відміну від "класичних" вакцин, ДНК і РНК вакцини – це інформаційні інструкції для наших клітин з побудови білка патогена.

Цей білок будується нашими молекулярними фабриками у середині наших клітин, а потім такі білки транспортуються на мембрани, тобто поверхні наших клітин. Там їх "бачать" клітини нашої імунної системи й починають реагувати.

І тут варто провести важливу межу. Такий тип вакцин не є генною терапією чи якимись постійними змінами нашого з вами геному, що ми далі зможемо передавати нащадкам.

Молекула РНК дуже не стійка і ніжна і потребує спеціальних умов зберігання і спеціальних модифікацій, щоб наші білки усередині клітин не знищили її раніше, ніж з неї насинтезується потрібна кількість білка для імунізації.

ДНК молекула хоч і більш стійка, проте ймовірність її інтеграції у наш геном, тобто того що вона вбудується і стане постійною частиною нашої ДНК дуже низька, вона також відносно швидко деградує, руйнується усередині наших клітин.

А те, що руйнується, буде впливати на наші гени не більше, ніж звичайна вірусна інфекція.

Скажу вам більше, що трагічною мірою на ДНК впливає, наприклад, надмірне засмагання на сонці.

Якщо ви переймаєтесь цілісністю ваших генів, то РНК і ДНК вакцин боятися треба менше ніж паління, алкоголю та проживання в районах зі сконцентрованою важкою промисловістю.

Як шукати та перевіряти науково обґрунтовану інформацію можна дізнатися на платформі "Науковий метод" організації INSCIENCE, яка популяризує науку та підвищує її цінність для суспільства, бізнесу, держави.

Оксана Півень, генетикиня, докторка біологічних наук, спеціально для УП.Життя

Титульна світлина BiancoBlue/Depositphotos

Публікації в рубриці "Погляд" не є редакційними статтями і відображають винятково точку зору автора.

Вас також може зацікавити:

Як змінився рівень летальності від COVID-19 в Україні: МОЗ озвучило нові дані

Кількість смертей від COVID-19 може суттєво перевищувати офіційні дані. Дослідження

Що треба знати про коронавірус: оновлені дані про COVID-19

У МОЗ пояснили, для чого потрібно записуватися в чергу на вакцинацію проти COVID-19

Ми хочемо тримати з вами зв'язок. Будемо раді бачитися і спілкуватися з вами на наших сторінках у Facebook та у Twitter.

А якщо хочете бути в курсі лише новин та важливої інформації про здоров'я, підписуйтесь на нашу Facebook-групу про здоров'я та здоровий спосіб життя.

Також ми ведемо корисний Telegram-канал "Мамо, я у шапці!".