Vaccinurile ARN pot învinge COVID-19. Dar virusul Zika, gripa, HIV și alte infecții?

Răspuns scurt: Teoretic, orice boală infecțioasă poate fi învinsă cu ajutorul acestor vaccinuri. Hromadske împreună cu Alexei Boldyrev, biolog, editor științific al portalului Моя наука a aflat cum crearea vaccinurilor anti-COVID-19 ar putea deschide noi oportunități în lupta împotriva altor boli.

Primii de acest gen

Eficacitatea vaccinurilor împotriva SARS-CoV-2 dezvoltate de Moderna și Pfizer/BioNTech depășește 90%, arată rezultatele preliminare ale testelor. Acesta este un indicator excelent, mai ales că autoritatea americană de reglementare FDA considera acum un an suficientă eficacitatea de 50% pentru viitorul vaccin. Dacă vaccinul va proteja cel puțin fiecare al doilea om, deja e bine (dar este important să nu cauzeze reacții adverse), consideră cei de la FDA.

Ambele vaccinuri, în funcție de principiul de acțiune a lor, se împart în așa-numitele vaccinuri de tip ARN. Deși astfel de vaccinuri au fost dezvoltate și testate și împotriva altor boli, niciuna din ele nu a fost încă aprobată pentru utilizare și, prin urmare, nu a fost utilizată în practica clinică.

Din punctul de vedere al unei persoane obișnuite, felul cum funcționează un anumit vaccin nu prea este important. Cel mai important lucru este ca acesta să protejeze împotriva bolii și să nu provoace efecte secundare grave. Apariția pe piață a primelor vaccinuri de tip ARN ar putea avea pentru mulți oameni consecințe mult mai mari, depășind lupta împotriva COVID-19.

Prin ce diferă vaccinurile

Orice vaccin îndeplinește aceeași sarcină: adaptează sistemul imunitar al organismului uman la un anumit agent care cauzează o anumită boală, astfel încât sistemul imunitar să poată produce un răspuns imun față de această boală.

Dar, diferite tipuri de vaccin rezolvă această problemă în feluri diferite. De exemplu, un agent patogen al bolii — o bacterie sau un virus, pot fi folosite ca o componentă principală a vaccinului. În acest caz, componenta poate fi inactivată (adică neviabilă) sau atenuată (adică slăbită, dar încă viabilă). În așa mod se elaborează vaccinurile împotriva poliomielitei, rujeolei, rubeolei și a altor boli.

Există vaccinuri cu vector viral. În acest caz unui virus care nu este periculos pentru o persoană (se numește vector), I se „atașează” gena unui microorganism patogen, față de care trebuie obținută imunitate. Această „construcție” intră în interiorul celulei, în care se sintetizează proteina înregistrată în gena microorganismului patogen, împotriva căreia organismul uman vine cu o reacție imună. Conform acestui principiu, de exemplu, funcționează vaccinul anti-SARS-CoV-2 de la AstraZeneca.

În cele din urmă, în organism se poate introduce proteina însăși sau unul din fragmentele acestei și nu agentul patogen sau gena sa. Pe acest principiu, de exemplu, funcționează vaccinurile împotriva hepatitei B.

Toate vaccinurile au avantaje și dezavantaje, atât din punct de vedere medical, cât și din punct de vedere economic. De exemplu, vaccinurile care utilizează microorganisme slăbite provoacă un răspuns imun bun, dar ele însele pot provoca boala care trebuie tratată. Acest lucru, de exemplu, se poate întâmpla cu vaccinul anti-poliomielitic, dar extrem de rar- un caz la 2,7 milioane de doze. Cu alte cuvinte, probabilitatea ca vaccinul să dăuneze este incomparabilă mult mai mică decât pericolul la care poate fi expus un copil nevaccinat împotriva poliomielitei.

Unele vaccinuri au fost create mult timp în urmă și sunt foarte simple în ceea ce privește tehnologiile moderne. Dar acestea sunt fiabile și ieftine, și sunt folosite și în prezent. Un astfel de vaccin este cel împotriva difteriei, care este folosit aproximativ de un secol.

Ce reprezintă vaccinurilor ARN?

Primii pași în crearea vaccinurilor de tip ARN au fost făcuți trei decenii în urmă. La baza acestor vaccinuri se află o idee foarte simplă la prima vedere. Orice proteină care se formează în celulele organismului uman, este înscrisă într-o moleculă de ADN în formă de un lanț de „litere” – baze nucleotide. Dar pentru ca această proteină să fie sintetizată, informațiile din ADN sunt înscrise mai întâi în așa-numita matrice a ARN.

De asemenea, mai există un acid nucleic, care, spre deosebire de ADN, nu este format din două lanțuri, ci din unul singur. Matricea ARN, sau ARNm, se conectează la ribozomi, care sunt organite celulare, responsabile pentru asamblarea lanțului de proteine în conformitate cu „instrucțiunile” înregistrate în ARNm.

În cazul vaccinului de tip ARN, în corpului uman se introduc moleculele mRNA, în care este codificată aceeași proteină patogenă a bolii, împotriva căreia trebuie dezvoltată imunitatea. După introducerea în organism, proteina străină se sintetizează și în acest fel apare reacția umană.

Avantaje și dezavantaje

Vaccinul creat pe acest principiu va avea beneficii semnificative în comparație cu alte tipuri de vaccin.

„ARN-vaccinurile sunt deosebite, deoarece acestea sunt mai sigure decât oricare altele. De exemplu, vaccinurile create din fragmente ale virusului patogen distrus pot conține uneori informații genetice ale acestuia și pot provoca boala. Iar vaccinurile ADN ar putea pur ipotetic să pătrundă în ADN-ul nostru și să-l afecteze în vre-un mod. ARN-ul din acest punct de vedere este exact ceea ce trebuie: intră în celulă, celula conform instrucțiunilor sale produce o proteină străină, „conectează” sistemul imunitar la aceasta, iar ARN-ul și proteina sunt distruse – ca și cum n-ar exista. Rămâne doar memoria imună”, explică Alexei Boldîrev.

Desigur, vaccinurilor ARN au și ele neajunsuri. Se știe deja din exemplul celor două vaccinuri anti-COVID că acestea trebuie depozitate la temperaturi foarte scăzute, și din acest punct de vedere ar putea fi o problemă pentru țările sărace în care nu există echipamentul potrivit. Temperaturile scăzute sunt necesare deoarece molecula ARN este foarte fragilă-se descompune rapid și se transformă în „fragmente lipsite de sens”.

Potrivit lui Alexey Boldyrev, crearea unui vaccin ARN care să poată fi păstrat la temperaturi relativ ridicate este destul de dificilă. Rezistența la deteriorare poate fi obținută în două moduri: fie prin procedee chimice speciale, fie prin ambalarea complexă a moleculelor. Dar procedeele chimice pot împiedica recunoașterea ARN-ului de către celulă: nu toate modificările chimice vor fi percepute și, prin urmare, nu se va produce proteina dorită.

Cu toate acestea, compania germană CureVac lucrează în prezent la crearea vaccinului ARN împotriva infecției cu coronavirus, care poate fi păstrat la o temperatură mai înaltă de zero grade. Reprezentanții companiei nu dezvăluie detalii tehnologice, dar susțin că au mers pe o altă cale, adică au reușit să „împacheteze” corect moleculele ARN. Testele acestui vaccin sunt încă departe de a fi finalizate, deci este prea devreme să vorbim despre eficacitatea și siguranța acestuia.

Lumina verde pentru vaccinurile ARN?

În practică, crearea vaccinurilor ARN s-a dovedit a fi o sarcină mult mai dificilă decât ar părea la prima vedere. De exemplu, în sine, o moleculă de ARN este percepută ca un antigen, adică o substanță străină cu care sistemul imun trebuie să lupte. Aceasta înseamnă că molecula nu va mai trăi pur și simplu până în momentul când în celulă se va forma o proteină.

Cu toate acestea în prezent cel puțin două companii au reușit să depășească aceste dificultăți și să producă vaccinuri. Aici trebui menționat că studiile clinice pentru ambele vaccinuri sunt încă în curs de desfășurare. Numai în timp, după finalizarea lor, vom ști exact cât de eficiente sunt și dacă nu au efecte secundare grave.

Dacă rezultatele finale ale testelor vor fi la fel de optimiste ca și cele anterioare, atunci ne putem aștepta la o apariție reală a noilor vaccinuri ARN împotriva multor boli. Un șir de companii le dezvoltă pe parcursul a mai multor ani, dar acum vor avea mai multă încredere în tehnologiile existente și vor putea să atragă mai ușor fondurile investitorilor.

Virusul Nipah, Zika și „agentul patogen X”

În special, Moderna dezvoltă diferite vaccinuri de tip ARN. Dezvoltarea unui vaccin împotriva infecției cu citomegalovirus a avansat cel mai mult. Această infecție este foarte răspândită – majoritatea oamenilor o contactează pe parcursul vieții, dar nici măcar nu bănuiesc că o au, deoarece de obicei nu se manifestă în niciun fel și nu dăunează.

Totuși virusul poate fi transmis de la mamă la făt. Acest lucru se întâmplă relativ des și în acest caz pot fi probleme. Unii copii, infectați cu infecție cu citomegalovirus, pot avea deficiențe de auz, deficiențe de vedere și chiar pot muri.

Vaccinul dezvoltat de Moderna este destinat femeilor și se află în prezent în a doua fază de cercetare. Dacă funcționează cu adevărat și cât de sigură este vom ști doar după finalizarea etapei a treia.

În plus, compania dezvoltă un vaccin similar împotriva virusului Zika. Virusul se transmite prin înțepătura unui țânțar din genul Aedes.

Pentru majoritatea oamenilor acești viruși nu prezintă o amenințare. Pentru majoritatea boala trece asimptomatic, în timp ce alții pot avea febră câteva zile, dureri de mușchi și articulații, slăbiciune. Probleme apar în cazul femeilor însărcinate și infectate cu virusul Zika, care poate duce la complicații ale sarcinii. În pus, din cauza acestuia copiii se pot naște cu malformații grave.

Un vaccin împotriva acestui virus, care este dezvoltat de Moderna, se află acum în prima fază a cercetărilor, în care sunt implicate 120 de persoane. Despre rezultatele cercetărilor vom putea afla chiar anul acesta, doar că după prima etapă va fi prematur să spunem că vaccinul este eficient.

În etapa incipientă a cercetărilor clinice se află și un vaccin de tip ARN împotriva infecției respiratorii sincițiale. Această infecție de asemenea este foarte frecventă, și în majoritatea cazurilor trece sub forma unei răceli obișnuite. Dar la unii oameni, în special la copii, poate duce la complicații și chiar poate provoca moartea.

În plus, Moderna elaborează vaccinuri împotriva HIV, virusul Epstein-Barr și virusul periculos Nipah, care este răspândit în unele regiuni ale Asiei și are o rată de mortalitate ridicată. Dar toate aceste elaborări se află la etape preclinice, adică testarea pe oameni nu a început încă.

Vaccinurile ARN pot deveni extrem de benefice și în lupta cu alte boli. Acestea sunt infecții necunoscute astăzi, care provoacă focare locale, epidemii și pandemii. Omenirea în mod sigur se va confrunta cu acești viruși, așa cum s-a confruntat cu noul coronavirus un an în urmă. Or, la etapa actuală anume vaccinurile de tip ARN sunt lideri absoluți în ceea ce privește viteza cu care parcurg distanța de la primele calcule și experiențe în eprubete până la utilizarea pe scară largă pentru imunizarea a milioane de oameni. Deci, ele vor deveni arme de răspuns rapid la noile infecții.