Ang mga bakunang nucleic acid ay gumagamit ng mRNA upang magbigay ng mga tagubilin sa mga cell kung paano makagawa ng gustong protina. Libre ng Droit/iStock sa pamamagitan ng Getty Images
Ang dalawang pinakamatagumpay na bakuna sa coronavirus na binuo sa US - ang mga bakunang Pfizer at Moderna - ay parehong mga bakunang mRNA. Ang ideya ng paggamit ng genetic na materyal upang makabuo ng immune response ay nagbukas ng isang mundo ng pananaliksik at potensyal na medikal na paggamit na malayong maabot ng mga tradisyunal na bakuna. Si Deborah Fuller ay isang microbiologist sa Unibersidad ng Washington na nag-aaral ng mga genetic vaccines nang higit sa 20 taon. Kinausap namin siya tungkol sa hinaharap ng mga bakunang mRNA para sa The Conversation Weekly podcast. Nasa ibaba ang mga sipi mula sa pag-uusap na iyon na na-edit para sa haba at kalinawan.
Gaano katagal nabuo ang mga bakunang batay sa gene?
Ang ganitong uri ng bakuna ay ginagawa na tungkol sa 30 na taon. Ang mga bakunang nucleic acid ay batay sa ideya na ang DNA ay gumagawa ng RNA at pagkatapos ay ang RNA ay gumagawa ng mga protina. Para sa anumang partikular na protina, kapag alam na natin ang genetic sequence o code, maaari tayong magdisenyo ng mRNA o DNA molecule na nag-uudyok sa mga cell ng isang tao na simulan itong gawin.
Noong una naming naisip ang ideyang ito ng paglalagay ng genetic code sa mga cell ng isang tao, pinag-aaralan namin ang parehong DNA at RNA. Ang mga bakunang mRNA ay hindi gumana nang maayos noong una. sila ay hindi matatag at nagdulot sila ng medyo malakas na immune response na hindi naman kanais-nais. Sa napakatagal na panahon, ang mga bakuna sa DNA ay nangunguna sa upuan sa harap, at ang pinakadulo Ang mga unang klinikal na pagsubok ay may bakuna sa DNA.
Ngunit mga pito o walong taon na ang nakalilipas, ang mga bakuna sa mRNA ay nagsimulang manguna. Nalutas ng mga mananaliksik ang maraming problema - lalo na ang kawalang-tatag – at natuklasan mga bagong teknolohiya para maghatid ng mRNA sa mga cell at mga paraan ng pagbabago ng coding sequence sa gawing mas ligtas ang mga bakuna na gamitin sa mga tao.
Sa sandaling nalutas ang mga problemang iyon, ang teknolohiya ay talagang nakahanda upang maging isang rebolusyonaryong tool para sa medisina. Ito ay sa sandaling tumama ang COVID-19.
Ano ang pagkakaiba ng mga bakunang nucleic acid sa mga tradisyonal na bakuna?
Karamihan sa mga bakuna ay naghihikayat ng mga tugon ng antibody. Ang mga antibodies ay ang pangunahing mekanismo ng immune na humaharang sa mga impeksyon. Habang sinimulan naming pag-aralan ang mga bakunang nucleic acid, natuklasan namin na dahil ang mga bakunang ito ay ipinahayag sa loob ng aming mga selula, ang mga ito ay napaka-epektibo sa pag-uudyok ng tugon ng T cell. Ang pagtuklas na ito ay talagang nag-udyok ng karagdagang pag-iisip tungkol sa kung paano magagamit ng mga mananaliksik ang mga bakunang nucleic acid hindi lamang para sa mga nakakahawang sakit, kundi pati na rin para sa immunotherapy upang gamutin ang mga kanser at talamak na nakakahawang sakit - tulad ng HIV, hepatitis B at herpes - pati na rin ang mga autoimmune disorder at maging para sa gene therapy .
Paano gagamutin ng isang bakuna ang mga kanser o talamak na nakakahawang sakit?
Ang mga tugon ng T cell ay napakahalaga para sa pagtukoy ng mga selulang nahawaan ng mga malalang sakit at mga aberrant na selula ng kanser. Malaki rin ang papel nila sa pag-aalis ng mga selulang ito sa katawan.
Kapag ang isang cell ay naging cancerous, ito nagsisimula sa paggawa ng neoantigens. Sa mga normal na kaso, nakita ng immune system ang mga neoantigen na ito, kinikilala na may mali sa cell at inaalis ito. Ang dahilan kung bakit nagkakaroon ng mga tumor ang ilang mga tao ay ang kanilang immune system ay hindi lubos na may kakayahang alisin ang mga selula ng tumor, kaya ang mga selula ay nagpapalaganap.
Gamit ang isang bakuna sa mRNA o DNA, ang layunin ay gawing mas mahusay na makilala ng iyong katawan ang mga partikular na neoantigen na ginawa ng selula ng kanser. Kung mas makilala at makita ng iyong immune system ang mga iyon, malalaman nito atakehin ang mga selula ng kanser at alisin ang mga ito sa katawan.
Ang parehong diskarte ay maaaring ilapat sa pag-aalis ng mga malalang impeksiyon tulad ng HIV, hepatitis B at herpes. Ang mga virus na ito ay nakahahawa sa katawan ng tao at nananatili sa katawan magpakailanman maliban kung ang immune system ay nag-aalis sa kanila. Katulad ng paraan na maaaring sanayin ng mga bakunang nucleic acid ang immune system upang maalis ang mga selula ng kanser, magagamit ang mga ito upang sanayin ang ating mga immune cell na kilalanin at alisin ang mga cell na may talamak na impeksyon.
Ano ang kalagayan ng mga bakunang ito?
Ang ilan sa mga pinakaunang klinikal na pagsubok ng mga bakunang nucleic acid ay nangyari noong 1990s at ay para sa cancer, partikular para sa melanoma.
Ngayon, mayroong isang bilang ng patuloy na mga klinikal na pagsubok ng mRNA para sa paggamot ng melanoma, kanser sa prostate, kanser sa ovarian, kanser sa suso, leukemia, glioblastoma at iba pa, at nagkaroon ng ilang magagandang resulta. Kamakailan ay inanunsyo ng Moderna ang mga magagandang resulta kasama ang phase 1 na pagsubok nito gamit ang mRNA sa gamutin ang mga solidong tumor at lymphoma
Mayroon ding maraming mga patuloy na pagsubok na tumitingin sa mga bakuna sa DNA ng kanser, dahil ang mga bakuna sa DNA ay partikular na epektibo sa pag-udyok sa mga tugon ng T cell. Ang kumpanyang tinatawag na Inovio kamakailan ay nagpakita ng malaking epekto sa cervical cancer na dulot ng human papilloma virus sa mga kababaihan gamit ang isang bakuna sa DNA.
Maaari bang gamutin ng mga bakunang nucleic acid ang mga autoimmune disorder?
Ang mga autoimmune disorder ay nangyayari kapag ang immune cells ng isang tao ay aktwal na umaatake sa isang bahagi ng sariling katawan ng tao. Ang isang halimbawa nito ay ang multiple sclerosis. Kung mayroon kang multiple sclerosis, ang iyong sariling immune cells ang umaatake sa myelin, isang protina na bumabalot sa mga nerve cell sa iyong mga kalamnan.
Ang paraan upang maalis ang isang autoimmune disorder ay ang pag-modulate ng iyong immune cells upang maiwasan ang mga ito sa pag-atake sa sarili mong mga protina. Kabaligtaran sa mga bakuna, na ang layunin ay pasiglahin ang immune system upang mas makilala ang isang bagay, ang paggamot para sa mga sakit na autoimmune ay naglalayong palamigin ang immune system upang huminto ito sa pag-atake sa isang bagay na hindi dapat. Kamakailan lamang, ang mga mananaliksik ay lumikha ng isang bakuna sa mRNA na nag-encode ng isang myelin na protina na may bahagyang na-tweak na mga tagubilin sa genetiko upang maiwasan ito sa pagpapasigla ng mga tugon sa immune. Sa halip na i-activate ang mga normal na T cell na nagpapataas ng immune response, ang bakuna ang naging sanhi ng katawan gumawa ng T regulatory cells na partikular na pinigilan lamang ang mga selulang T na umaatake sa myelin.
Maraming mga sakit ang nagreresulta kapag ang mga tao ay may mutasyon o nawawala ang ilang partikular na gene, at ang mga bakunang nucleic acid ay maaaring kumilos bilang pansamantalang kapalit para sa mga nawawalang gene. ttsz/iStock sa pamamagitan ng Getty Images
Anumang iba pang mga aplikasyon ng bagong teknolohiya ng bakuna?
Ang huling aplikasyon ay talagang isa sa mga pinakaunang bagay na naisip ng mga mananaliksik tungkol sa paggamit ng mga bakuna sa DNA at mRNA para sa: gene therapy. Ang ilang mga tao ay ipinanganak na nawawala ang ilang mga gene. Ang layunin sa therapy ng gene ay upang magbigay ng mga cell ng nawawalang mga tagubilin na kailangan nila upang makagawa ng isang mahalagang protina.
Ang isang magandang halimbawa nito ay cystic fibrosis, isang genetic na sakit na dulot ng mutations sa isang gene. Gamit ang DNA o isang bakunang mRNA, sinisiyasat ng mga mananaliksik ang pagiging posible ng mahalagang palitan ang nawawalang gene at pinapayagan ang katawan ng isang tao na lumilipas na gumagawa ng nawawalang protina. Kapag naroroon na ang protina, maaaring mawala ang mga sintomas, kahit pansamantala. Ang mRNA ay hindi mananatili nang napakatagal sa katawan ng tao, at hindi rin ito isasama sa mga genome ng mga tao o babaguhin ang genome sa anumang paraan. Kaya't ang mga karagdagang dosis ay kakailanganin habang ang epekto ay nawala.
Ipinakita ng pananaliksik na ang konseptong ito ay magagawa, ngunit nangangailangan pa rin ito ng ilang trabaho.
Tungkol sa Ang May-akda
Deborah Fuller, Propesor ng Microbiology, School of Medicine, University of Washington
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga Kaugnay na Libro:
The Body Keeps the Score: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
ni Bessel van der Kolk
Tinutuklas ng aklat na ito ang mga koneksyon sa pagitan ng trauma at pisikal at mental na kalusugan, na nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pagpapagaling at pagbawi.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
Paghinga: Ang Bagong Agham ng Nawalang Sining
ni James Nestor
Sinasaliksik ng aklat na ito ang agham at kasanayan sa paghinga, na nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pagpapabuti ng pisikal at mental na kalusugan.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
The Plant Paradox: Ang Mga Nakatagong Panganib sa "Malulusog" na Pagkaing Nagdudulot ng Sakit at Pagtaas ng Timbang
ni Steven R. Gundry
Tinutuklas ng aklat na ito ang mga link sa pagitan ng diyeta, kalusugan, at sakit, na nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pagpapabuti ng pangkalahatang kalusugan at kagalingan.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
The Immunity Code: The New Paradigm for Real Health and Radical Anti-Aging
ni Joel Greene
Ang aklat na ito ay nag-aalok ng bagong pananaw sa kalusugan at kaligtasan sa sakit, na kumukuha sa mga prinsipyo ng epigenetics at nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pag-optimize ng kalusugan at pagtanda.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
Ang Kumpletong Gabay sa Pag-aayuno: Pagalingin ang Iyong Katawan sa Pamamagitan ng Pasulput-sulpot, Kahaliling Araw, at Pinahabang Pag-aayuno
ni Dr. Jason Fung at Jimmy Moore
Tinutuklas ng aklat na ito ang agham at kasanayan ng pag-aayuno na nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pagpapabuti ng pangkalahatang kalusugan at kagalingan.
