Vaccinuri ADN și ARNm
Actualizat laMartina Feichter a studiat biologia cu o farmacie electivă la Innsbruck și, de asemenea, sa cufundat în lumea plantelor medicinale. De acolo nu au fost departe până la alte subiecte medicale care încă o captivează până în prezent. S-a format ca jurnalist la Academia Axel Springer din Hamburg și lucrează pentru din 2007 - mai întâi ca editor și din 2012 ca scriitor independent.
Mai multe despre experții Tot conținutul este verificat de jurnaliștii medicali.
Vaccinurile ADN și ARNm reprezintă o nouă generație de vaccinuri, care funcționează într-un mod complet diferit față de binecunoscutele vaccinuri vii și moarte. Aflați cum arată și ce avantaje și riscuri potențiale aduc vaccinurile ADN și ARNm aici!
Ce sunt vaccinurile cu ARNm și ADN?
Așa-numitele vaccinuri ARNm (pe scurt: vaccinurile ARN) și vaccinurile ADN aparțin noii clase de vaccinuri bazate pe gene. Au fost cercetate și testate intens de câțiva ani. În urma pandemiei corona, vaccinurile ARNm au fost aprobate pentru imunizarea oamenilor pentru prima dată. Principiul lor de acțiune diferă de cel al ingredientelor active anterioare.
Vaccinurile clasice vii și moarte aduc în organism agenți patogeni slăbiți sau uciși sau inactivați sau părți ale acestora.Sistemul imunitar reacționează formând anticorpi specifici împotriva acestor substanțe străine, cunoscute sub numele de antigeni. Persoana vaccinată dezvoltă apoi o imunitate față de agentul patogen în cauză.
Noile vaccinuri pe bază de gene (vaccinuri ADN și ARNm) sunt diferite: ele fac contrabandă doar planul genetic pentru antigenii patogeni în celule umane. Celulele folosesc apoi aceste instrucțiuni pentru asamblarea antigenelor în sine, care declanșează apoi un răspuns imun specific. Pe scurt: cu vaccinurile pe bază de gene, o parte din producția complexă de vaccinuri - extracția antigenelor - este mutată de la laborator la celulele umane.
Pe lângă vaccinurile ADN și ARNm, vaccinurile pe bază de gene includ și așa-numitele vaccinuri vector.
Ce sunt ADN și ARNm?
Abrevierea ADN înseamnă acid dezoxiribonucleic. Este purtătorul informațiilor genetice la majoritatea organismelor, inclusiv la oameni. ADN-ul este un lanț dublu catenar format din patru blocuri (numite baze) dispuse în perechi - similar cu o scară de frânghie. Aranjamentul perechilor de baze este un cod pentru plan, pe baza căruia sunt produse mii de proteine. Ele stau la baza structurii și funcției întregului corp.
Pentru a produce o anumită proteină, celula folosește mai întâi anumite enzime (polimeraze) pentru a crea o „copie” a segmentului ADN cu instrucțiunile de asamblare corespunzătoare (gena) sub formă de ARNm monocatenar (acid ribonucleic mesager). Acest proces se numește transcriere. ARNm părăsește nucleul și este citit în plasma celulară (citoplasma). Proteina în cauză este asamblată pe baza acestor instrucțiuni de asamblare. Această „traducere” a unui plan genetic într-o proteină se numește traducere.
Cum funcționează vaccinurile ADN și ARNm?
Vaccinurile ADN conțin schema ADN (gena) pentru un antigen într-un agent patogen. În cazul vaccinurilor cu ARNm, acest plan antigen este deja disponibil sub formă de ARNm. Și așa funcționează imunizarea folosind un vaccin ADN sau ARNm:
vaccin ARNm
ARNm poate fi prezent „gol” în vaccin. Cu toate acestea, ARNm neambalat este foarte sensibil și fragil. De asemenea, corpul le descompune rapid, mai ales dacă vaccinul este injectat în mușchi. Prin urmare, ARNm este cel puțin stabilizat, de exemplu prin molecule de proteine speciale.
De obicei, însă, schema de mARN pentru un antigen patogen se află într-un pachet. Pe de o parte, aceasta protejează ARNm fragil și, pe de altă parte, facilitează absorbția materialului genetic străin într-o celulă a corpului. Ambalajul poate consta, de exemplu, din nanoparticule lipidice sau LNP pe scurt (lipide = grăsimi). Uneori, mARN-ul străin este ambalat și în lipozomi. Acestea sunt vezicule mici cu o fază apoasă în interior, care este înconjurată de un strat strat lipidic. Această coajă seamănă chimic cu o membrană celulară.
După ce mARN-ul străin a fost preluat într-o celulă, acesta este „citit” direct în citoplasmă. Celula produce apoi proteina patogenă corespunzătoare (antigenul) și apoi o prezintă pe propria sa suprafață celulară. Sistemul imunitar recunoaște apoi structura străină și inițiază răspunsul imun. Printre altele, organismul produce acum anticorpi corespunzători. Acest lucru permite organismului să reacționeze rapid la agentul patogen în sine în cazul unei infecții „reale”. La rândul său, ARN-ul mesager vaccinat este descompus din nou relativ repede.
Vaccin ADN
Planul ADN al unui antigen patogen este de obicei construit mai întâi într-o plasmidă care nu se poate multiplica. O plasmidă este o moleculă mică de ADN circular, care se găsește de obicei în bacterii.
Plasmida pătrunde în celulele corpului împreună cu schema antigenului. Cu unele vaccinuri ADN, acest lucru este susținut de electroporare: la locul puncției, impulsuri electrice scurte sunt utilizate pentru a crește pe scurt permeabilitatea membranei celulare, astfel încât molecule mai mari, cum ar fi ADN-ul străin, să poată trece mai ușor.
Planul ADN-antigen este apoi transcris în ARNm în nucleul celulei. Aceasta părăsește nucleul și se traduce în antigenul corespunzător din citoplasmă. Adesea este o proteină de suprafață a agentului patogen. Apoi este încorporat în coaja celulei. Această proteină străină de pe suprafața celulei numește în cele din urmă sistemul imunitar de pe scenă. Acesta declanșează o reacție de apărare specifică. Dacă persoana vaccinată se infectează cu agentul patogen propriu-zis, corpul îl poate lupta mai repede.
Vaccinurile economisesc riscuri?
Principala preocupare a unora este că vaccinurile cu ARNm și ADN ar putea deteriora sau modifica genomul uman. Dar până acum nu au existat dovezi în acest sens. De asemenea, nu există dovezi că vaccinările pot provoca boli precum cancerul.
Vaccinurile cu ARNm pot schimba genomul uman?
Este aproape imposibil ca vaccinurile cu ARNm să afecteze sau să schimbe genomul uman. Există mai multe motive pentru aceasta:
>> ARNm nu intră în nucleul celulei: Pe de o parte, ARNm străin care a fost introdus în contrabandă în celule și ADN-ul uman se află în diferite locuri - ARNm rămâne în plasma celulei, în timp ce ADN-ul uman se află în celulă nucleu. Aceasta este separată de celulă printr-o membrană. Este adevărat că există pori nucleari prin care mARN-ul din nucleul celulei intră în plasma celulei. Cu toate acestea, acesta este un proces complex care rulează doar într-o singură direcție. Nu există cale de întoarcere.
>> ARNm nu poate fi integrat în ADN: Pe de altă parte, ARNm și ADN au structuri chimice diferite. Prin urmare, un ARNm nu poate fi deloc încorporat în genomul uman. Pentru a face acest lucru, ar trebui mai întâi să fie rescris în ADN. Acest pas necesită enzime speciale care sunt cunoscute de mult de la anumite virusuri (retrovirusuri), dar care apar și în celulele umane, așa cum se știe de ceva timp. Deci, ar fi de conceput ca ARNm administrat ca vaccin să poată fi transformat în ADN și apoi încorporat în genomul uman?
Să luăm în considerare mai întâi enzimele retrovirusurilor: Aceste tipuri de viruși (care includ și agentul patogen al SIDA HIV) au enzimele transcriptază inversă și integrază. Cu ajutorul lor, virușii își pot transcrie genomul ARN în ADN și apoi îl pot integra în genomul ADN al unei celule umane infectate.
Teoretic, ar fi de conceput următoarele: Dacă o persoană care este infectată cu un astfel de virus ARN (de exemplu, HIV) se întâmplă să aibă ARNm de vaccin și virusul într-o celulă a corpului, enzimele virale dintre numeroasele piese de ARNm uman prezente într-o celulă în orice moment, din toate lucrurile „pescuiesc” ARNm introdus ca vaccin și îl transcrie în ADN.
Pentru ca acest lucru să apară, ceea ce oricum este foarte puțin probabil, ar fi necesar un alt factor: transcrierea ARNm în ADN necesită o secvență genetică de pornire (numită „primer”), pe care virușii ARN înșiși o aduc cu ei. Cu toate acestea, acest primer este conceput în așa fel încât doar genomul ARN al virusului este transcris în ADN - și nu în orice alt ARNm care este prezent în celulă. Și vaccinurile ARNm în sine nu conțin un „primer”.
Prin urmare, este practic imposibil ca un ARNm de vaccin să fie transcris în ADN în acest mod și apoi încorporat în genomul uman.
La aceeași concluzie se poate ajunge dacă se analizează enzimele umane care pot transcrie ARN în ADN: După cum sa menționat la început, celula poate folosi enzimele polimerazei pentru a traduce ADN în ARNm, care servește apoi ca șablon pentru sinteza proteinelor în plasma celulară. . Cu toate acestea, polimerazele au și alte sarcini: înainte de divizarea celulară, ele duplică genomul ADN-ului uman, astfel încât fiecare celulă fiică care este creată să primească apoi un set complet de informații genetice. Polimerazele pot repara, de asemenea, deteriorarea ADN-ului.
Pentru o lungă perioadă de timp s-a crezut că polimerazele nu pot rescrie ADN decât în ARNm și ADN în ADN. Acum se știe, totuși, că unele polimeraze pot transcrie și ARN în ADN (cum ar fi transcriptaza inversă a retrovirusurilor). Mai presus de toate, așa-numita polimerază theta are această capacitate. Sarcina acestei enzime este de a repara daunele ADN-ului. Dacă, de exemplu, lipsește o piesă într-una din cele două catene ale unui segment de ADN, polimeraza theta poate reasambla bucata lipsă folosind cea de-a doua catenă complementară de ADN (adică traducerea ADN-ADN).
După cum s-a descoperit recent, această enzimă poate utiliza, de asemenea, ARN-ul ca șablon și îl poate traduce în ADN - chiar mai eficient și cu mai puține erori decât poate copia ADN-ul. Polimeraza theta poate prefera chiar să folosească transcripții ARNm ca șablon pentru a repara deteriorarea ADN-ului.
Deci, ar putea enzima să transcrie, de asemenea, ARNm administrat ca vaccin în ADN? Din punctul de vedere al experților, acest lucru este puțin probabil și din același motiv pentru care enzima virusului transcriptaza inversă nu este capabilă să facă acest lucru - lipsesc secvența genetică necesară de început („primer”).
Vaccinurile ADN pot schimba genomul uman?
Situația este oarecum diferită cu așa-numitele vaccinuri ADN. Structura corespunde cu cea a ADN-ului uman. Cu toate acestea, experții consideră că este extrem de puțin probabil ca acestea să poată fi încorporate accidental în genomul uman: ani de experimente și experiență cu vaccinuri ADN deja aprobate în medicina veterinară nu au furnizat nicio dovadă în acest sens.
Vaccinurile cu ARNm și ADN pot provoca boli autoimune?
Pericolul de aici nu pare să fie mai mare decât în cazul vaccinurilor clasice vii și moarte. Orice formă de vaccinare are un efect activator asupra sistemului imunitar. În cazuri foarte rare, acest lucru poate duce la o reacție autoimună. După vaccinarea împotriva gripei porcine, aproximativ 1.600 de persoane au dezvoltat ulterior narcolepsie. Având în vedere numeroasele milioane de doze inoculate de vaccin, riscul pare neglijabil. În plus, bolile virale pot duce ele însele la o boală autoimună.
Vaccinurile cu ARNm și ADN pot deteriora linia germinală?
Nu. Conform stării actuale de cunoaștere, ingredientele active ale vaccinării nu ajung la celule de ou și la spermatozoizi.
Beneficiile vaccinurilor ADN și ARNm
Faptul că industria farmaceutică a investit multă muncă și bani în dezvoltarea vaccinurilor ADN și ARNm de ani de zile se datorează, printre altele, faptului că pot fi produse mai ieftin și, mai presus de toate, mult mai rapid decât convenționalul vaccinuri vii și moarte. Pentru aceștia din urmă, este mai întâi necesar să se cultive agenți patogeni într-o manieră laborioasă și în cantități mari, iar apoi să se obțină antigenii lor.
În cazul vaccinurilor pe bază de gene, cum ar fi vaccinurile ADN și ARNm, persoana care este vaccinată este responsabilă de producerea antigenului în sine. Planurile antigenului genetic administrate ca vaccinare pot fi produse relativ rapid și ușor în cantități suficiente și - dacă agentul patogen este modificat genetic (mutat) - se poate adapta rapid.
Un alt avantaj este că materialul genetic străin transferat nu rămâne în corp permanent. Este descompus de corp sau dispare atunci când celulele se descompun în mod natural. Prin urmare, antigenii străini sunt produși doar pentru o perioadă scurtă de timp. Cu toate acestea, această perioadă de timp este suficientă pentru un răspuns imun.
Dacă comparați vaccinurile ADN și ARNm între ele, acestea din urmă au mai multe avantaje: încorporarea accidentală în genomul uman este chiar mai puțin probabilă decât în cazul vaccinurilor ADN. În plus, amelioratorii puternici (adjuvanți) trebuie de obicei adăugați la vaccinurile ADN, astfel încât să declanșeze un răspuns imun eficient.
Vaccinuri ADN și ARNm: Cercetări actuale
Oamenii de știință au cercetat dezvoltarea vaccinurilor ADN și ARNm de câțiva ani sau chiar decenii. Ca parte a pandemiei de coronavirus, autoritățile responsabile - în UE aceasta este Agenția Europeană pentru Medicamente EMA - au aprobat în cele din urmă vaccinuri ARNm pentru a fi utilizate pentru prima dată la oameni.
Pe lângă vaccinurile deja disponibile de la BioNTech / Pfizer și Moderna, sunt testate și alte vaccinuri pe bază de ARNm. Unele proiecte se concentrează din nou pe un vaccin ADN împotriva coroanei.
Dar nu numai vaccinurile ADN și ARNm sunt pe lista potențialilor candidați împotriva vaccinului împotriva Sars-CoV-2. Oamenii de știință și companiile farmaceutice lucrează, de asemenea, la vaccinurile vectoriale, precum și la vaccinurile convenționale vii și moarte. De asemenea, puteți afla tot ce trebuie să știți în articolul nostru „Vaccinarea împotriva coronavirusului”.
În plus, companiile farmaceutice lucrează în prezent la vaccinuri ADN împotriva a aproximativ 20 de boli diferite, inclusiv gripa, SIDA, hepatita B, hepatita C și cancerul de col uterin (de obicei cauzate de infecția cu virusuri HPV). Aceasta include, de asemenea, candidații terapeutici pentru vaccin, adică cei care pot fi deja administrați persoanelor bolnave (de exemplu, pacienților cu cancer).
Diferite vaccinuri ARNm, de exemplu împotriva gripei, rabiei și virusului Zika, sunt de asemenea lucrate intens.
Etichete: sănătatea digitală droguri Medicină alternativă
