ДНК и иРНК ваксини

Актуализирано на

Мартина Фейхтер учи биология с избираема предметна аптека в Инсбрук и също се потопи в света на лечебните растения. Оттам не стигнаха до други медицински теми, които все още я завладяват и до днес. Тя се обучава като журналист в Академията на Аксел Спрингер в Хамбург и работи за от 2007 г. - първо като редактор, а от 2012 г. като писател на свободна практика.

Повече за експертите на Цялото съдържание на се проверява от медицински журналисти.

ДНК и мРНК ваксините представляват ново поколение ваксини, които действат по напълно различен начин от добре познатите живи и мъртви ваксини. Разберете как изглежда това и какви предимства и потенциални рискове носи ДНК и мРНК ваксините със себе си тук!

Какво представляват тРНК и ДНК ваксините?

Така наречените тРНК ваксини (накратко: РНК ваксини) и ДНК ваксините принадлежат към новия клас ваксини на генна основа. Те са изследвани и тествани интензивно в продължение на няколко години. След корона пандемията, ваксините с тРНК бяха одобрени за имунизация на хора за първи път. Техният принцип на действие се различава от този на предишните активни съставки.

Класическите живи и мъртви ваксини носят отслабени или убити или инактивирани патогени или части от тях в тялото.Имунната система реагира, като образува специфични антитела срещу тези чужди вещества, които са известни като антигени. След това ваксинираното лице развива имунитет към въпросния патоген.

Новите ваксини на генна основа (ДНК и тРНК ваксини) са различни: Те само пренасят генетичния план за патогенни антигени в човешките клетки. След това клетките използват тези инструкции за събиране на самите антигени, които след това предизвикват специфичен имунен отговор. Накратко: С ваксини на генна основа част от комплексното производство на ваксини - извличането на антигените - се измества от лабораторията към човешките клетки.

В допълнение към ДНК и иРНК ваксините, ваксините на генна основа включват и така наречените векторни ваксини.

Какво представляват ДНК и иРНК?

Съкращението ДНК означава дезоксирибонуклеинова киселина. Той е носител на генетична информация в повечето организми, включително хора. ДНК е двуверижна верига от четири градивни блока (наречени основи), подредени по двойки - подобно на въжена стълба. Подреждането на базовите двойки е код за чертежа, въз основа на който се произвеждат хиляди протеини. Те са в основата на структурата и функцията на цялото тяло.

За да произвежда определен протеин, клетката първо използва определени ензими (полимерази), за да създаде "копие" на ДНК сегмента със съответните инструкции за сглобяване (ген) под формата на едноверижна иРНК (пратеник на рибонуклеинова киселина). Този процес се нарича транскрипция. ИРНК напуска ядрото и се отчита в клетъчната плазма (цитоплазма). Въпросният протеин се сглобява въз основа на тези инструкции за сглобяване. Този "превод" на генетичен план в протеин се нарича транслация.

Как действат ДНК и иРНК ваксините?

ДНК ваксините съдържат ДНК план (ген) за антиген в патоген. В случай на ваксини с тРНК, този план за антиген вече е наличен под формата на иРНК. Ето как работи имунизацията с помощта на ДНК или тРНК ваксина:

иРНК ваксина

ИРНК може да присъства "гола" във ваксината. Опакованата иРНК обаче е много чувствителна и крехка. Тялото също ги разгражда бързо, особено ако ваксината се инжектира в мускула. Следователно, иРНК поне се стабилизира, например чрез специални протеинови молекули.

Обикновено обаче планът на тРНК за патогенния антиген е в опаковка. От една страна, това защитава крехката иРНК и, от друга страна, улеснява абсорбцията на чуждия генетичен материал в телесна клетка. Опаковката може да се състои например от липидни наночастици или за кратко LNP (липиди = мазнини). Понякога чуждата иРНК също е опакована в липозоми. Това са малки везикули с водна фаза вътре, която е заобиколена от липиден двуслой. Тази обвивка химически прилича на клетъчна мембрана.

След като чуждата иРНК е поета в клетка, тя се „чете“ директно в цитоплазмата. След това клетката произвежда съответния протеин на патогена (антиген) и след това го представя на собствената си клетъчна повърхност. След това имунната система разпознава чуждата структура и инициира имунния отговор. Освен всичко друго, сега тялото произвежда подходящи антитела. Това позволява на тялото да реагира бързо на самия патоген в случай на "истинска" инфекция. От своя страна ваксинираната РНК на месинджъра се разгражда отново сравнително бързо.

ДНК ваксина

ДНК планът на патогенния антиген обикновено първо се вгражда в плазмид, който не може да се размножава. Плазмидът е малка, кръгла ДНК молекула, която обикновено се намира в бактериите.

Плазмидът прониква в клетките на тялото заедно с плана на антигена. При някои ДНК ваксини това се поддържа от електропорация: На мястото на пункцията се използват кратки електрически импулси за кратко увеличаване на пропускливостта на клетъчната мембрана, така че по -големи молекули, като чужда ДНК, да преминават по -лесно.

След това планът ДНК-антиген се транскрибира в иРНК в клетъчното ядро. Това напуска ядрото и се транслира в съответния антиген в цитоплазмата. Често това е повърхностен протеин на патогена. След това се вгражда в черупката на клетката. Този чужд протеин на клетъчната повърхност в крайна сметка призовава имунната система на сцената. Той предизвиква специфична защитна реакция. Ако след това ваксинираното лице се зарази с действителния патоген, тялото може да се бори с него по -бързо.

Спестяват ли ваксините рискове?

Основната грижа на някои хора е, че иРНК и ДНК ваксините могат да увредят или променят човешкия геном. Но досега няма доказателства за това. Няма и доказателства, че ваксинациите могат да причинят заболявания като рак.

Могат ли ваксините с тРНК да променят човешкия геном?

Почти е невъзможно ваксините с тРНК да повредят или променят човешкия геном. Има няколко причини за това:

>> иРНК не попада в клетъчното ядро: От една страна, чуждата иРНК, която е била контрабанда в клетките и човешката ДНК, се намират на различни места - иРНК остава в клетъчната плазма, докато човешката ДНК се намира в клетката ядро. Това е отделено от клетката чрез мембрана. Вярно е, че има ядрени пори, през които иРНК от клетъчното ядро ​​навлиза в клетъчната плазма. Това обаче е сложен процес, който протича само в една посока. Няма връщане назад.

>> иРНК не може да бъде интегрирана в ДНК: От друга страна, иРНК и ДНК имат различни химични структури. Следователно, иРНК изобщо не може да бъде включена в човешкия геном. За да направите това, първо трябва да бъде преписан в ДНК. Тази стъпка изисква специални ензими, които отдавна са известни от някои вируси (ретровируси), но също така се срещат в човешките клетки, както е известно от известно време. Така че би могло да се предположи, че иРНК, приложена като ваксина, може да се превърне в ДНК и след това да се включи в човешкия геном?

Нека първо разгледаме ензимите на ретровирусите: Тези видове вируси (които също включват СПИН патоген HIV) имат ензими обратна транскриптаза и интеграза. С тяхна помощ вирусите могат да транскрибират своя РНК геном в ДНК и след това да го интегрират в ДНК генома на заразена човешка клетка.

Теоретично би могло да се предположи следното: Ако човек, заразен с такъв РНК вирус (напр. ХИВ), случайно има иРНК на ваксината и вируса в телесна клетка, вирусните ензими са сред многото човешки иРНК, които присъстват в клетката по всяко време, от всичко, което „изважда“ иРНК, въведена като ваксина, и я транскрибира в ДНК.

За да се случи това, което и без това е много малко вероятно, е необходим друг фактор: Транскрипцията на тРНК в ДНК изисква генетична начална последователност (наречена "праймер"), която самите РНК вируси носят със себе си. Този праймер обаче е проектиран по такъв начин, че само собственият РНК геном на вируса се транскрибира в ДНК - а не всяка друга иРНК, която присъства в клетката. А самите ваксини с тРНК не съдържат "праймер".

Следователно е практически невъзможно иРНК на ваксина да се транскрибира в ДНК по този начин и след това да се включи в човешкия геном.

До същия извод може да се стигне, ако се разгледат човешки ензими, които могат да транскрибират РНК в ДНК: Както бе споменато в началото, клетката може да използва полимеразни ензими за транслация на ДНК в иРНК, която след това служи като шаблон за синтез на протеин в клетъчната плазма . Полимеразите обаче имат и други задачи: Преди клетъчното делене те дублират генома на човешката ДНК, така че всяка създадена дъщерна клетка получава пълен набор от генетична информация. Полимеразите също могат да поправят увреждането на ДНК.

Дълго време се смяташе, че полимеразите могат само да пренапишат ДНК в иРНК и ДНК в ДНК. Сега е известно обаче, че някои полимерази също могат да транскрибират РНК в ДНК (като обратната транскриптаза на ретровируси). Преди всичко, така наречената полимераза тета има тази способност. Работата на този ензим е да поправя увреждането на ДНК. Ако например парче липсва в една от двете нишки на ДНК сегмент, полимераза тета може да сглоби липсващото парче, като използва допълнителната втора единична верига на ДНК (т.е. транслация ДНК-ДНК).

Както наскоро беше установено, този ензим може също да използва РНК като матрица и да я преведе в ДНК - дори по -ефективно и с по -малко грешки, отколкото може да копира ДНК. Полимеразата тета може дори да предпочете да използва иРНК транскрипти като шаблон за възстановяване на увреждането на ДНК.

Така че може ли ензимът също да транскрибира иРНК, прилагана като ваксина, в ДНК? От гледна точка на експертите, това е малко вероятно и поради същата причина, поради която вирусният ензим обратна транскриптаза не е в състояние да направи това - необходимата генетична стартова последователност ("праймер") липсва.

Могат ли ДНК ваксините да променят човешкия геном?

Ситуацията е малко по-различна с така наречените ДНК ваксини. Структурата съответства на тази на човешката ДНК. Експертите обаче смятат за много малко вероятно те действително да бъдат включени случайно в човешкия геном: Години на експерименти и опит с ДНК ваксини, вече одобрени във ветеринарната медицина, не предоставиха доказателства за това.

Могат ли иРНК и ДНК ваксините да причинят автоимунни заболявания?

Опасността тук изглежда не е по -голяма, отколкото при класическите живи и мъртви ваксини. Всяка форма на ваксинация има активиращ ефект върху имунната система. В много редки случаи това може да доведе до автоимунна реакция. След ваксинацията срещу свински грип около 1600 души по -късно развиват нарколепсия. Предвид многото милиони инокулирани дози от ваксината, рискът изглежда незначителен. В допълнение, вирусни заболявания сами по себе си могат да доведат до автоимунно заболяване.

Могат ли иРНК и ДНК ваксините да увредят зародишната линия?

Не. Според сегашното познание активните съставки на ваксинацията не достигат до яйцеклетките и сперматозоидите.

Ползите от ДНК и иРНК ваксините

Фактът, че фармацевтичната индустрия е инвестирала много труд и пари в разработването на ДНК и мРНК ваксини от години се дължи, наред с други неща, на факта, че те могат да бъдат произведени по -евтино и най -вече много по -бързо от конвенционалните живи и мъртви ваксини. За последните е необходимо първо да се култивират патогени по трудоемък начин и в големи количества, а след това да се получат техните антигени.

В случай на ваксини на генна основа като ДНК и тРНК ваксини, лицето, което се ваксинира, е отговорно за производството на самия антиген. Плановете за генетичен антиген, прилагани като ваксина, могат да бъдат произведени сравнително бързо и лесно в достатъчни количества и - ако патогенът е генетично модифициран (мутирал) - бързо се адаптират.

Друго предимство е, че пренесеният чужд генетичен материал не остава за постоянно в организма. Тя се разгражда от тялото или изчезва, когато клетките се разпадат по естествен път. Следователно чуждите антигени се произвеждат само за кратко време. Този период от време обаче е достатъчен за имунен отговор.

Ако сравните ДНК и иРНК ваксини помежду си, последните имат няколко предимства: Случайното включване в човешкия геном е дори по -малко вероятно, отколкото при ДНК ваксините. В допълнение, към ДНК ваксините обикновено трябва да се добавят силни подобрители (адюванти), така че да предизвикат ефективен имунен отговор.

ДНК и иРНК ваксини: актуални изследвания

Учените изследват развитието на ДНК и иРНК ваксини в продължение на няколко години или дори десетилетия. Като част от пандемията на коронавирус, отговорните органи - в ЕС това е Европейската агенция по лекарствата EMA - окончателно одобриха ваксините с тРНК за употреба при хора за първи път.

В допълнение към ваксините, които вече са налични от BioNTech / Pfizer и Moderna, се изпитват и други ваксини на базата на тРНК. Някои проекти отново се фокусират върху ДНК ваксина срещу короната.

Но не само ваксините за ДНК и иРНК са в списъка на потенциалните кандидати за ваксина срещу Sars-CoV-2. Учените и фармацевтичните компании също работят по векторните ваксини, както и по конвенционалните живи и мъртви ваксини. Можете също да разберете всичко, което трябва да знаете в нашата статия „Ваксинация срещу коронавирус“.

В допълнение, фармацевтичните компании в момента работят върху ДНК ваксини срещу около 20 различни заболявания, включително грип, СПИН, хепатит В, хепатит С и рак на шийката на матката (обикновено причинени от инфекция с HPV вируси). Това включва и кандидати за терапевтична ваксина, т.е. тези, които вече могат да се прилагат на болни хора (например пациенти с рак).

Интензивно се работи и върху различни ваксини срещу тРНК, например срещу грип, бяс и вируса Зика.

Тагове:  първа помощ фитнес менопауза 

Интересни Статии

add