Вакцина на основе МРНК
-
Вакцины на основе мРНК
- Используют мРНК для выработки иммунного ответа
- Доставляют мРНК в клетки, которые создают чужеродный белок
- Стимулируют адаптивный иммунный ответ
-
Преимущества и недостатки
- Простота разработки, скорость и низкая стоимость производства
- Индукция клеточного и гуморального иммунитета
- Отсутствие взаимодействия с геномной ДНК
- Некоторые вакцины требуют ультрахолодного хранения
-
История и развитие
- Первые успешные трансфекции мРНК в 1989 году
- Разработка самоамплифицирующейся мРНК в 1993 году
- Клинические испытания на людях с 2001 года
- Основаны компании BioNTech и Moderna в 2008 и 2010 годах
-
Пандемия COVID-19
- Быстрая разработка вакцин на основе мРНК
- Одобрение вакцин Pfizer–BioNTech и Moderna в декабре 2020 года
- Разработка вакцин против других заболеваний
-
Механизм действия
- мРНК вводится в организм, поглощается дендритными клетками
- Дендритные клетки вырабатывают вирусные антигены
- Антигены активируют иммунную систему, вызывая выработку антител
-
Конструкция мРНК
- Транскрибируемая in vitro мРНК генерируется из модифицированной плазмидной ДНК
- Модификация компонентов мРНК улучшает стабильность и трансляцию
-
Доставка мРНК
- мРНК должна проникнуть в цитоплазму клетки-хозяина
- Используются липидные наночастицы для защиты и доставки мРНК
-
Методы доставки мРНК
- мРНК легко расщепляется в коже и крови, что требует разработки методов доставки.
- Методы доставки могут быть классифицированы по переносу мРНК внутри (in vivo) или вне (ex vivo) организма.
-
Ex vivo методы
- Дендритные клетки выводят антигены на поверхность, что инициирует иммунный ответ.
- Дендритные клетки могут быть запрограммированы и введены обратно пациентам.
- Эндоцитоз и электропорация улучшают поглощение мРНК дендритными клетками.
-
In vivo методы
- Прямое введение мРНК in vitro приводит к экспрессии антигенов.
- Различные пути введения, такие как кожа, кровь или мышцы, приводят к разному уровню поглощения мРНК.
- Инъекция в лимфатический узел вызывает наибольший Т-клеточный ответ.
-
Инъекция голой мРНК
- Вакцина вводится в буферном растворе.
- Эффект относительно слабый, мРНК быстро разрушается.
-
Полимерные и пептидные векторы
- Катионные полимеры защищают мРНК от рибонуклеаз.
- Протамин используется для инкапсуляции мРНК.
-
Переносчик липидных наночастиц
- Липидные наночастицы обеспечивают защиту от деградации и индивидуальную настройку.
- Наночастицы могут вводиться внутривенно или через лимфатическую систему.
- Проблемы с масштабированием и доступностью липидов.
-
Вирусный переносчик
- РНК-вирусы используются для достижения иммунологических реакций.
- Вирусы включают ретровирусы, лентивирусы, альфавирусы и рабдовирусы.
-
Преимущества мРНК-вакцин
- Вакцины на основе мРНК неинфекционны и стимулируют клеточный и гуморальный иммунитет.
- Быстрое производство и стандартизация.
- мРНК транслируется в цитозоле, предотвращая интеграцию в геном хозяина.
-
Недостатки мРНК-вакцин
- Хрупкость мРНК требует хранения при низких температурах.
- Необходимость ускорения производства и дебаты о первоначальном разрешении.
- Побочные эффекты аналогичны реактогенности обычных вакцин.
-
Реакция на вакцины с мРНК
- Вакцины с мРНК могут вызывать аутоиммунные реакции у некоторых людей.
- Цепочки мРНК могут вызывать непреднамеренную иммунную реакцию, что приводит к ощущению болезни.
- Последовательности мРНК в вакцинах имитируют последовательности клеток-хозяев для минимизации реакций.
-
Эффективность вакцин с мРНК
- Вакцины Pfizer-BioNTech и Moderna эффективны на 90-95%.
- Эффективность новых вакцин может быть обусловлена ресурсами или неспецифической воспалительной реакцией.
- Вакцины могут вызывать интенсивные реакции, такие как боли и лихорадка, но они преходящи.
-
Мифы и дезинформация
- Вакцины с мРНК не изменяют ДНК в ядре клетки.
- Вакцины должны храниться при низкой температуре и не содержать РНКаз для предотвращения деградации мРНК.
- Ретровирус может проникать в ядро, но вакцины не имеют таких механизмов.
-
Типы мРНК в вакцинах
- В вакцинах Pfizer-BioNTech и Moderna используется неамплифицирующаяся мРНК.
- Самоамплифицирующаяся мРНК (saRNA) реплицирует свою мРНК после трансфекции.
- Вакцины saRNA могут быть более эффективными, но требуют уридин для размножения.
-
Исследования и разработки
- Вакцины saRNA исследуются для других патогенов и рака.
- Вакцина против малярии и бустерная вакцина против COVID-19 находятся в разработке.
- Вакцины saRNA должны содержать уридин для размножения.