Nová technológia vakcín využíva lipidové nanočastice viažuce albumín, pričom mRNA doručí priamo do lymfatických uzlín. Výsledkom je silnejšia imunita s podstatne zanedbateľnejšími vedľajšími účinkami.
Vakcína nemení DNA človeka. Mediátorová RNA (mRNA) je krátkodobá molekula, ktorá sa v tele po niekoľkých hodinách až dňoch rozpadne. Nepreniká do jadra bunky, kde je uložený genetický materiál. Zdroj: MIT/Christine Daniloff
Vakcíny využívajúce mRNA sa stali symbolom boja s pandémiou ochorenia COVID-19, no ich úspech má aj svoje slabšie stránky. Mnohí si pamätajú nepríjemné vedľajšie účinky a tiež to, že ochrana časom slabne a je potrebné preočkovanie. Vedci preto intenzívne pracujú na novej generácii vakcín, ktoré by tieto problémy dokázali vyriešiť. Kľúčom je naučiť naše bunky, aby na základe vakcíny vytvárali štruktúry ešte viac sa podobajúce na skutočné vírusy, čím by vyvolali silnejšiu imunitnú reakciu.
Odlišné prístupy v jednej vakcíne
Vakcíny, ktoré napodobňujú vírusy, dokážu vyvolať veľmi silnú imunitnú odpoveď, no ich výroba býva zložitá a časovo náročná. Naopak, mRNA vakcíny sa dajú pripraviť rýchlo a lacno, ale ich účinok býva slabší. Dlho sa zdalo, že tieto dva prístupy sa nedajú skombinovať. Teraz sa to však mení.
Vedci z univerzity vo Washingtone vytvorili mRNA vakcínu, ktorá posiela bunkám návod, ako poskladať nanočastice podobné vírusu. Tak sa podarilo spojiť rýchlosť výroby mRNA vakcín s účinnosťou tých, ktoré napodobňujú skutočné vírusy.
Aj keď sa o mRNA vakcínach začalo vo veľkom hovoriť počas pandémie ochorenia COVID-19, samotná technológia vznikala desiatky rokov. Prvé pokusy jej využitia siahajú až do 90. rokov 20. storočia. Za úspechom mRNA vakcín stojí okrem iných vedcov aj Katalin Karikóová a Drew Weissman, ktorí za svoj výskum získali v roku 2023 Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu. Zdroj: iStock/Valerii Apetroaiei
Nanočastice vytvorené podľa vzoru
Zatiaľ čo dnešné vakcíny poskytujú bunkám návod len na výrobu jedného proteínu, nová generácia im dáva celú „stavebnicu“. Bunky podľa nej vytvoria súbor proteínov, ktoré sa následne samy poskladajú do malých guľovitých nanočastíc s hrotmi podobnými tým, aké má skutočný vírus.
Lipidové nanočastice vytvorené na dodávanie RNA. Zdroj: Youtube/NMIN NCE
Imunitný systém tak nereaguje len na osamotený proteín, ale aj na objekt, ktorý sa naozaj podobá vírusu. Výsledkom je silnejšia a trvácnejšia ochrana, a to bez potreby častých preočkovaní. Imunita reaguje na takýto falošný vírus omnoho silnejšie.
Silnejšia imunitná odpoveď
Štúdie na myšiach ukázali, že imunitná odpoveď na takto upravenú vakcínu proti ochoreniu COVID-19 môže byť päť- až dvadsaťosemkrát silnejšia než pri bežnej mRNA vakcíne. Vďaka takej vysokej účinnosti by stačila omnoho nižšia dávka očkovacej látky, čo by mohlo zmierniť vedľajšie účinky, zjednodušiť distribúciu a zároveň zvýšiť dostupnosť vakcín po celom svete.
Nižšia dávka znamená predovšetkým menšiu záťaž pre organizmus. Mierne vedľajšie účinky, ktoré poznáme z klasických mRNA vakcín, napríklad bolesť v mieste vpichu, mierna horúčka či krátkodobá únava, sú väčšinou dôsledkom reakcie tela na samotnú mRNA a lipidové častice, ktoré ju prenášajú.
Vôbec nejde o víziu vzdialenej budúcnosti. Tento nový prístup, známy ako mRNA-launched nanoparticle vaccines, už úspešne prešiel úvodnou fázou testovania. Vedecké tímy teraz pracujú na využití tejto technológie aj pri vývoji vakcín proti ďalším vírusom, napríklad chrípke, HIV či vírusu Epstein–Barrovej, ktorý sa spája s niektorými typmi rakoviny.
Inteligentný transport
Otvára sa tak cesta k univerzálnej a rýchlo prispôsobiteľnej technológii. Jednou z najväčších výhod mRNA-LNP vakcín je ich schopnosť vyvolať veľmi silnú odozvu takzvaných CD8 T-lymfocytov (zabijackých T-buniek). Tie dokážu cielene ničiť infikované bunky, čo je niečo, v čom klasické proteínové vakcíny nie sú až také efektívne.
Ani najlepšia vakcína však nerieši problém, ak sa nedostane tam, kde má pôsobiť. Druhý veľký pokrok preto prichádza v oblasti transportu účinnej látky. Súčasné lipidové nanočastice často končia v pečeni, čo môže znižovať výsledný účinok a prinášať riziká. Vedci preto vytvorili inteligentný obal, ktorý sa v tele naviaže na bielkovinu albumín a s jej pomocou putuje priamo do lymfatických uzlín – miesta, kde sa rodí imunitná odpoveď.
Vakcíny využívajúce mRNA čaká svetlá budúcnosť v spojení s personalizovanou medicínou šitou na mieru konkrétnemu pacientovi, napríklad podľa typu nádoru alebo genetickej výbavy. Zdroj: iStock/ArtemisDiana
Účinnejšie a šetrnejšie vakcíny
Tieto inovácie spolu naznačujú, ako by mohla vyzerať budúcnosť očkovania. Výsledkom je vakcína s výnimočne silným účinkom, zabalená v balíčku, ktorý ju doručí s chirurgickou presnosťou tam, kde je najviac potrebná. Pre pacientov by to znamenalo účinnejšie a bezpečnejšie očkovanie, dlhšiu a širšiu ochranu, menej nežiaducich účinkov a možno aj menší počet potrebných dávok. To však ešte musí potvrdiť ďalší výskum.
Predchodcom tohto prístupu bola proteínová vakcína Skycovion, vyvinutá počas pandémie. V roku 2022 bola v Južnej Kórei schválená, no napriek tomu nedokázala držať krok s rýchlosťou, akou sa na trh dostali mRNA vakcíny. Ak pôjde všetko podľa očakávaní, ďalšia generácia mRNA vakcín nebude len rýchlejšia, ale aj odolnejšia, univerzálnejšia a zároveň šetrnejšia k ľudskému telu.
Zopár zaujímavostí o mRNA vakcínach:
Zdroje: New Scientist, Phys, Institute for Protein Design University of Washington
(RR)
