Samoojačevalne mRNA (saRNA): naslednja generacija RNA platforme za cepiva 

Za razliko od običajne mRNA cepiva ki kodira samo za ciljne antigene, samopomnoževalne mRNA (saRNA) kodirajo tudi za nestrukturne proteine ​​in promotorje, kar naredi saRNA replikonov, sposobnih prepisovanja in vivo v gostiteljskih celicah. Prvi rezultati kažejo, da je njihova učinkovitost, kadar se dajejo v manjših odmerkih, enaka učinkovitosti rednih odmerkov običajnih mRNA. Zaradi zahtev po majhnih odmerkih, manj stranskih učinkov in daljšega trajanja delovanja se saRNA zdi boljša platforma RNA za cepiva (vključno z različico 2.0 mRNA cepiv proti COVID) in novejše terapevtike. Nobeno cepivo ali zdravilo na osnovi saRNA še ni odobreno za uporabo pri ljudeh. Vendar pa bi znaten napredek na tem področju lahko pomenil preporod pri preprečevanju in zdravljenju okužb in degenerativnih motenj.  

Ni treba posebej poudarjati, da je človeštvo šibko pred pandemijo, kot je COVID. Vsi smo to doživeli in nanje je tako ali drugače vplivalo; milijoni niso mogli dočakati naslednjega jutra. Ker je imela tudi Kitajska obsežen program cepljenja proti covidu-19, so zadnja medijska poročila o navalu primerov in umrljivosti v Pekingu in okolici zaskrbljujoča. Potreba po pripravljenosti in neusmiljenem iskanju učinkovitejšega cepiva in terapevtike ni mogoče podcenjevati.  

Izredne razmere, ki jih predstavlja pandemija COVID-19, so dale priložnost obetavnim RNA tehnologija zastarela. Klinična preskušanja bi se lahko zaključila z rekordno hitrostjo in mRNA na podlagi COVID Cepiva, BNT162b2 (proizvajalec Pfizer/BioNTech) in mRNA-1273 (izvajalec Moderna) je prejel EUA od regulatorjev in sčasoma odigral pomembno vlogo pri zagotavljanju zaščite pred pandemijo ljudem, zlasti v Evropi in Severni Ameriki¹. Te mRNA cepiva temeljijo na sintetičnih platformah RNA. To omogoča hitro, razširljivo industrijsko proizvodnjo brez celic. Vendar ti niso brez omejitev, kot so visoki stroški, hladna dobavna veriga, padajoči titri protiteles, če naštejemo le nekatere.  

mRNA cepiva trenutno v uporabi (včasih imenovani konvencionalni ali 1. generacija mRNA cepiva) temeljijo na kodiranju virusnega antigena v sintetični RNA. Nevirusni dostavni sistem prenaša transkript v citoplazmo gostiteljske celice, kjer se izraža virusni antigen. Izraženi antigen nato inducira imunski odziv in zagotovi aktivno imunost. Ker se RNA zlahka razgradi in se ta mRNA v cepivu ne more sama prepisati, je treba v cepivu dati precejšnjo količino sintetičnih virusnih transkriptov RNA (mRNA), da izzovemo želeni imunski odziv. Kaj pa, če je sintetični zapis RNK poleg želenega virusnega antigena vključen tudi z nestrukturnimi proteini in promotorskimi geni? Takšen RNA transkript bo imel možnost prepisovanja ali samopomnoževanja, ko bo prenesen v gostiteljsko celico, čeprav bo daljši in težji, njegov transport do gostiteljskih celic pa bo lahko bolj zapleten.  

Za razliko od običajnih (ali neojačevalnih) mRNA ki ima kode le za tarčni virusni antigen, samopomnoževalni mRNA (saRNA), se lahko prepisuje in vivo v gostiteljskih celicah zaradi prisotnosti potrebnih kod za nestrukturne proteine ​​in promotor. Kandidate za cepivo proti mRNA, ki temeljijo na samopomnoževalnih mRNA, imenujemo druga ali naslednja generacija mRNA cepiva. Ti ponujajo boljše možnosti v smislu zahtev po nižjih odmerkih, relativno manj stranskih učinkov in daljšega trajanja delovanja/učinkov. ^(2-5). Obe različici platforme RNA sta znanstveni skupnosti znani že nekaj časa. Pri odzivu na pandemijo so se raziskovalci odločili za različico brez razmnoževanja platforme mRNA za razvoj cepiva glede na njeno preprostost in nujne razmere v pandemiji ter da bi najprej pridobili izkušnje z različico brez pomnoževanja, kot je upravičena previdnost. Zdaj imamo dve odobreni mRNA cepiva proti COVID-19 ter več kandidatov za cepiva in terapevtike v pripravi, kot npr Cepivo proti virusu HIV in zdravljenje Charcot-Marie-Toothova bolezen.  

kandidati za cepivo saRNA proti COVID-19  

Zanimanje za cepivo saRNA ni novo. V nekaj mesecih po začetku pandemije, sredi leta 2020, je McKay sod. je predstavil kandidata za cepivo na osnovi saRNA, ki je pokazal visoke titre protiteles v mišjih serumih in dobro nevtralizacijo virusa⁶. Klinično preskušanje prve faze VLPCOV–1 (samoojačevalni RNA kandidata za cepivo) na 92 ​​zdravih odraslih osebah, katerih rezultati so bili prejšnji mesec objavljeni na predtisku, so ugotovili, da uporaba nizkih odmerkov tega saRNA imunski odziv, ki temelji na kandidatu za cepivo, ki je primerljiv s konvencionalnim cepivom mRNA BNT162b2, in priporoča njegov nadaljnji razvoj kot obnovitveno cepivo⁷. V drugi nedavno objavljeni študiji, ki je bila izvedena kot del kliničnega preskušanja COVAC1 za razvoj strategije dajanja poživitvenega odmerka, so ugotovili boljši imunski odziv pri ljudeh, ki so preboleli COVID-19 in so prejeli novo samoojačevalno RNA (saRNA) cepivo proti COVID-19 in cepivo, odobreno v Združenem kraljestvu⁸. Predklinično preskušanje novega kandidata za peroralno cepivo, ki temelji na samopomnoževanju RNA na mišjem modelu je povzročil visok titer protiteles⁹.  

saRNA kandidat za cepivo proti gripi  

Gripa cepiva trenutno v uporabi temeljijo na inaktiviranih virusih ali sintetičnih rekombinantnih (sintetični gen HA v kombinaciji z bakulovirusom)¹⁰. Samoojačevalnik mRNAKandidati za cepivo na osnovi lahko povzročijo imunost proti več virusnim antigenom. Predklinično preskušanje sa-mRNA bicistronskega kandidata za cepivo A/H5N1 proti gripi na miših in belih dihurjih je izzvalo močna protitelesa in T-celični odziv, kar upravičuje oceno na ljudeh v kliničnih preskušanjih¹¹.  

Cepiva proti COVID-19 so bila deležna posebne pozornosti iz očitnih razlogov. Nekatera predklinična dela za uporabo platform RNA so bila opravljena za druge okužbe in neinfektivne motnje, kot so rak, Alzheimerjeva bolezen in podedovane motnje; vendar nobeno cepivo ali zdravilo na osnovi saRNA še ni odobreno za uporabo pri ljudeh. Opraviti je treba več raziskav o uporabi cepiv na osnovi saRNA, da bi celovito razumeli njihovo varnost in učinkovitost pri uporabi na ljudeh.

***

Reference:  

1. Prasad U., 2020. Cepivo mRNA proti COVID-19: mejnik v znanosti in sprememba v medicini. Znanstveni evropski. Objavljeno 29. decembra 2020. Na voljo na spletnem naslovu http://scientificeuropean.co.uk/medicine/covid-19-mrna-vaccine-a-milestone-in-science-and-a-game-changer-in-medicine/  

2. Bloom, K., van den Berg, F. & Arbuthnot, P. Samoojačevalna RNA cepiva za nalezljive bolezni. Gene Ther 28, 117–129 (2021). https://doi.org/10.1038/s41434-020-00204-y 

3. Pourseif MM sod 2022. Samopomnoževalna mRNA cepiva: način delovanja, načrtovanje, razvoj in optimizacija. Odkritje drog danes. Zvezek 27, številka 11, november 2022, 103341. DOI: https://doi.org/10.1016/j.drudis.2022.103341  

4. Blakney AK sod 2021. Posodobitev razvoja cepiva s samopomnoževanjem mRNA. Cepiva 2021, 9(2), 97; https://doi.org/10.3390/vaccines9020097  

5. Anna Blakney; Naslednja generacija RNA cepiv: samopomnoževalna RNA. Biochem (Lond) 13. avgust 2021; 43 (4): 14–17. doi: https://doi.org/10.1042/bio_2021_142 

6. McKay, PF, Hu, K., Blakney, AK et al. Kandidat za cepivo iz lipidnih nanodelcev SARS-CoV-2 s samopomnoževanjem RNK povzroči visoke titre nevtralizirajočih protiteles pri miših. Nat Commun 11, 3523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-17409-9 

7. Akahata W., et al 2022. Varnost in imunogenost cepiva SARS-CoV-2 s samopomnoževanjem RNA, ki izraža zasidrano RBD: randomizirana študija 1. faze, slepa za opazovalca. Prednatis medRxiv 2022.11.21.22281000; Objavljeno 22. novembra 2022. doi: https://doi.org/10.1101/2022.11.21.22281000  

8. Elliott T, et al. (2022) Izboljšani imunski odzivi po heterolognem cepljenju s samopomnoževalnimi RNA in mRNA cepivi proti COVID-19. Patog PLoS 18(10): e1010885. Objavljeno: 4. oktober 2022. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1010885 

9. Keikha, R., Hashemi-Shahri, SM & Jebali, A. Vrednotenje novih peroralnih cepiv, ki temeljijo na samopomnoževalnih lipidnih nandelcih RNA (saRNA LNP), saRNA transficiranih Lactobacillus plantarum LNP in saRNA transficiranih Lactobacillus plantarum za nevtralizacijo SARS-CoV -2 različici alfa in delta. Sci Rep 11, 21308 (2021). Objavljeno: 29. oktober 2021. https://doi.org/10.1038/s41598-021-00830-5 

10. CDC 2022. Kako so izdelana cepiva proti gripi. Na voljo na spletnem naslovu https://www.cdc.gov/flu/prevent/how-fluvaccine-made.htm dostopen na 18 December 2022. 

11. Chang C., et al 2022. Bicistronska cepiva proti gripi s samopomnoževanjem mRNA povečajo navzkrižno reaktivne imunske odzive pri miših in preprečijo okužbo pri belih dihurjih. Metode molekularne terapije in klinični razvoj. Zvezek 27, 8. december 2022, strani 195–205. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2022.09.013  

***