mRNA cjepivo - budućnost postaje sadašnjost
Priča o mRNA cjepivima je nešto drugačija od one o „klasičnim“ cjepivima - ideja njihova djelovanja i dalje pomalo nalikuje filmu znanstvene fantastike
Kako bi se razumio koncept mRNA cjepiva, potrebno je upoznati se s nekoliko informacija o središnjoj dogmi molekularne biologije. Kako djeluje novo revolucionarno cjepivo? Je li ga moguće razviti u tako kratkom vremenu? Na koji način budućnost postaje sadašnjost?
Središnja dogma molekularne biologije
Svima je poznato da su upravo geni ti koji definiraju ono što mi jesmo - od boje kose i očiju pa sve do visine, izgleda i karaktera. Procesom prepisivanja (transkripcije) iz DNA molekule koja se sastoji od dva međusobno povezana lanca, nastaje mRNA molekula koja se sastoji od jednog lanca. Za razliku od DNA molekule u kojoj se nalaze apsolutno sve informacije (geni) koje definiraju jednu osobu, prepisivanjem nastaje mRNA molekula koja sadrži tek nekoliko informacija (gena) za kojima postoji potreba u datom trenutku. Zatim slijedi proces prevođenja (translacija) kada iz mRNA molekule nastaje „konačan“ proizvod - protein.
Proteini su jedna od najbitnijih struktura u organizmu - osim što izgrađuju naše stanice, omogućavaju komunikaciju među njima te, u konačnici, osiguravaju odvijanje životno nužnih funkcija u organizmu. Od proteina su izgrađena sva živa bića, a jednako tako i virusi.
Kako djeluju „klasična“ cjepiva?
Unošenjem oslabljenih i mrtvih uzročnika bolesti ili njihovih dijelova, mi vlastitom imunosnom sustavu dostavljamo „neprijatelja na pladnju“. Cijepljenjem se imunosnom sustavu daje neprijatelj koji nema mogućnost napada te kao takav služi stanicama imunosnog sustava da ga „prouče“ i odmjere, ali i da pripreme odgovarajuću artiljeriju koja će biti cijelo vrijeme u stanju pripravnosti. Kada taj isti taj neprijatelj iz našeg okoliša pokuša napasti organizam, imunosni sustav aktivira artiljeriju i uništi ga.
Zapravo možemo reći da cijepljenjem u kontroliranim uvjetima oponašamo uobičajeni susret s mikroorganizmom bez mogućnosti inficiranja organizma i suočavanja s po život opasnim situacijama.
mRNA cjepivo – science fiction postaje stvarnost
mRNA cjepiva, kao što i sam naziv kaže, temelje se na mRNA molekuli, a u prethodnom ulomku objašnjena je temeljna dogma molekularne biologije nužna za razumijevanje mRNA vakcina. Takvim se cjepivom u organizam unosi mRNA molekula koja „nosi“ informaciju o nekom dijelu uzročnika bolesti. U slučaju novog koronavirusa riječ je o S (engl. spike) proteinu. Dakle, ta mRNA molekula nema informaciju o cjelokupnoj virusnoj čestici novog koronavirusa, nego samo o jednom njezinu fragmentu - spike proteinu.
Kada mRNA uđe u ljudsku stanicu, stanice proizvode virusni spike protein procesom prevođenja (translacije). Stanice ljudskog imunosnog sustava prepoznaju da je riječ o nekim „stranim“ strukturama te aktiviraju povratni odgovor - proizvode se protutijela koja se vežu za spike proteine proizvedene u ljudskim stanicama. Na taj način ponovo smo našem imunosnom sustavu dostavili „neprijatelja na pladnju“, ali u ovom slučaju dio tog neprijatelja smo sami proizveli.
Nakon što se odvije opisani proces, prilikom ponovnog kontakta s virusom iz okoliša, organizam je zaštićen jer je njegov imunosni sustav „naučio“ kako se obraniti od njega i kako ga napasti.
Zašto je mRNA cjepivo bolje?
S druge strane, kod klasičnih cjepiva potrebno je više vremena kako bi se „uzgojili“ uzročnici bolesti ili pripremili njihovi dijelovi. Najbolji primjer je cjepivo protiv gripe - potrebno je otprilike šest mjeseci da se definira koji tip virusa gripe je zastupljen u pojedinoj sezoni. Zatim se taj tip virusa mora uzgajati: slijedi dizajniranje hibrida koji se injektira u pileće embrije gdje se umnaža. Nakon što se dovoljno umnoži, čestice se izoliraju i ubijaju, a virusni proteini pročišćavaju.
Lako se može zaključiti kako je dobivanje „klasičnih“ cjepiva daleko dugotrajnije od dobivanja mRNA cjepiva. No, ne smijemo zanemariti još jednu prednost - kod klasičnih cjepiva proteini se moraju izolirati i pročišćavati, što je izuzetno složen proces. Za razliku od toga, kod mRNA cjepiva naše tijelo samo proizvodi te proteine i izbjegava se proces pročišćavanja, što cjepivu daje dodatnu sigurnost.
Koji se problemi vezuju uz mRNA tehnologiju?
Je li moguće tako brzo razviti cjepivo?
mRNA tehnologija nije razvijena tijekom 2020. godine - ona je poznata više od 5 godina, a postoji potencijal njezine primjene i u liječenju tumora. Dakle, kada govorimo o razvoju cjepiva protiv novog koronavirusa, mora se naglasiti kako taj razvoj nije ab ovo, nego se koristi tehnologija koja je dulje vrijeme poznata znanstvenoj zajednici. Razvoj novog cjepiva stoga podrazumijeva pronalazak odgovarajućeg materijala novog uzročnika bolesti koji će se organizmu dostaviti već poznatom tehnologijom.
Osim toga, 2020. godina je posebna po još jednoj stvari - fokus cjelokupne znanstvene zajednice i većine farmaceutskih tvrtki usmjeren je na razvoj novog cjepiva protiv koronavirusa. Ulaganje takve količine resursa također pridonosi bržem razvoju sigurnog i učinkovitog cjepiva. Jedan od elemenata koji je usporavao razvoj cjepiva bila je birokracija - mjeseci i godine bi prolazili prije nego što bi se „verificirali“ papiri. No, u razdoblju pandemije svima je u interesu što brže je obuzdati, stoga ne iznenađuje ažurnost birokratskog dijela u razvoju cjepiva.
Je li cjepivo sigurno?
Također, prilikom postavljanja cjepiva na tržište, ono mora naići na odobrenje regulatornih agencija. Svaki lijek, a samim time i cjepivo, podliježe rigoroznim standardima sigurnosti i učinkovitosti, a na tržište će doći samo oni koji te rigorozne standarde zadovolje.
Je li se potrebno cijepiti?
Jedini način da se pandemija stavi pod kontrolu i pobijedi u bliskoj budućnosti je procjepljivanje. Tim postupkom razvit će se kolektivna imunost društva, poznatija i kao imunitet krda te će se slobodno kolanje virusa u zajednici zaustaviti. Imunitet krda, iako je u osnovi povezan samo i isključivo s cijepljenjem, često se spominjao i u kontekstu prebolijevanja bolesti te razvoja kolektivne imunosti. No, u tom scenariju je prisutna velika etička dilema - je li moralno ugroziti najranjivije društvene skupine radi stjecanja kolektivne imunosti? Ista te etička dilema u kontekstu imuniteta krda povezanog s procjepljivanjem ne postoji.