Kako vakcine uopšte djeluju?
Vakcine su bezbjedniji način da svom imunološkom sistemu „pokažemo“ neki po nas opasni antigen te da nakon ovog izlaganja naš imunološki sistem stvori antitijela koja neutraliziraju taj antigen i stvori memorijske stanice koje pamte taj antigen.
To što izaziva reakciju našeg imunološkog sistema može biti cijeli virus ili bakterija– inaktiviran(ne može se replicirati) ili samo oslabljen (može se replicirati) ili samo jedan njegov dio. Taj dio može biti neki produkt uzročnika bolesti, neki protein kojeg on stvara. Ove dijelove uzročnika možemo proizvesti na više načina – tehnikama rekombinante DNK, ali i ubacivanjem genetičke šifre za taj protein u neki bezazleni virusni nosač (primjerice adenovirus, kao u slučaju AstraZeneca vakcine) ili na neki drugi način, recimo ubacivanjem genetičke šifre za protein u malim mjehurićima od molekula masti. Onda tako ubačena genetička poruka za stvaranje tog proteina diriguje njegovu sintezu u našim ćelijama i to bez ikakvog dodira s našom DNK.
Šta je mRNA?
Pravilno bi bilo napisati iRNK. Naime „mRNA“ je skraćenica na engleskom za „messenger RNA“, a to se prevodi kao informaciona RNK ili glasnička RNK. RNK molekule su srodne mnogo poznatijoj DNK (dezoksiribonukleinska kiselina). Sve se u našem organizmu dešava djelovanjem različitih tipova RNK molekula i informaciona RNK nije jedina – postoji i transportna RNK te niz malih molekula RNK.
U genetici postoji nešto što se zove „centralna dogma molekularne biologije“(infografika), a to je pravilo da sinteza proteina ide tako što se prvo prepiše DNK na iRNK, koja dolazi na posebne dijelove ćelija koje zovemo ribosomi. U procesu zvanom translacija, genetička poruka s iRNK diktira biohemijski proces stvaranja proteina.
Samo RNK virusi, kakav je SARS-CoV-2 mogu raditi prepisivanje genetičke upute s RNK na DNK, pomoću jedne molekule, enzima zvanog reverzna trankriptaza.
Premda ovo sad sve zvuči komplikovano, vrlo je bitno: iRNK je nešto kao „aktivna“ genetička poruka“, a DNK je pasivna. I naš organizam ne može raditi prepisivanje RNK na DNK.
Vaš browser ne podržava HTML5
Infografika: Centralna dogma molekularne biologije
Kako rade mRNA/iRNK vakcine kakve su Pfizerova i Modernina vakcina?
Obje vakcine koriste dio genetičke šifre virusa SARS-CoV-2, koji je RNK virus, i to onaj dio koji je uputa za sintezu Spike proteina (S-protein) virusa. To je onaj čuveni protein pomoću kojeg ovaj virus ulazi u naše ćelije.
Zašto S-proteina? Pa to je najbolja meta za stvaranje vakcina, najsigurnija. To je dio virusa SARS-CoV-2 s kojim naš imunološki sistem ima najveću vjerovatnoću susreta, jer „šiljci“, po kojima je ovaj protein i dobio ime, izbijaju iz virusa, njegove envelope („omotač“ virusa, nemaju ga svi virusi). Dakle, naučnici su bazirali vakcine na osnovu ovog proteina jer je najveća šansa da će na njega reagovati imunološki sistem.
Umjesto da unosimo u organizam taj protein, u ovim vakcinama se unosi genetička uputa za taj protein i onda ona dolazi do naših ćelija, ulazi u njih i ribosomi prepoznaju tu iRNK i kreću u sintezu S-proteina, koji potom izlazi iz naših ćelija, u manjoj količini i nema mogućnost replikacije, kao što bi to bio slučaj s virusom. Ćelije našeg imunološkog sistema – B i T limfociti onda reaguju na ovaj protein, s jedne strane stvarajući antitijela (humoralni imunitet), a s druge strane stvarajući stanice koje mogu prepoznati specifičnu 3D strukturu ovog proteina – za buduće susrete s virusom.
Međutim, RNK nije stabilna molekula. Zato se ona „pakuje“ u jednu vrstu mjehura od nanočestica lipida (masti), koji nisu štetni za organizam. Između ostalog, to je glavni razlog zašto ove vakcine moraju biti na jako niskim temperaturama (podsjetimo, Pfizerova na oko -70OC) – da se ne uništi ovaj „balon“ i sama RNK unutra.
Vaš browser ne podržava HTML5
Infografika: mRNA - iRNK vakcine
Da li je ovo potpuno nova, nepoznata, neisprobana tehnika?
Zapravo ne. Kompanija Moderna je prije koju godinu započela s razvojem RNK vakcine protiv Zika virusa, pošasti Latinske Amerike, koji je tamo nanio dosta bole i nesreće jer su djeca majki inficiranih u trudnoći ovim virusom imala mikrocefaliju. Razvoj ove Modernine vakcine je prekinut pandemijom COVID-19, kada je kompanija odlučila da platformu koju su razvijali za Zika virus pokuša upotrijebiti za SARS-CoV-2. Vakcina protiv Zika virusa je u fazama 1 i 2 kliničkih ispitivanja.
Također, učinjeno je mnogo toga na razumijevanju RNK te RNK terapijama. Američka Uprava za hranu i lijekove (FDA) je još 1998. odobrila lijek Fomivirsen za citomegalovirusni retinitis. RNK je i terapija Spinrazom, lijekom za spinalnu mišićnu atrofiju, ali se princip djelovanja ovih lijekova i mRNA/iRNK vakcina u potpunosti razlikuju.
Dakle, RNK vakcine se od običnih razlikuju samo u tome što ne dajemo organizmu protein koji izaziva imunološku reakciju, nego genetičku uputu za taj protein.
Međutim, treba reći da do sada niti jedna vakcina bazirana na ovoj tehnici nije registrovana. Nikada do sada nije vršeno masovno imuniziranje ovim tipom vakcina. Primile su ih samo one osobe-dobrovoljci koji su učestvovali u studijama efikasnosti i sigurnosti te neki građani Ujedinjenog Kraljevstva, gdje se započelo s vakcinacijom. Ovo kod mnogo ljudi budi strah i ne žele biti među prvima, žele vidjeti kako će drugi reagovati i šta će se dogoditi. To je prirodno. No, do trenutka kada ove vakcine eventualno dođu do nas, do tada će ih već dosta ljudi primiti i znaćemo šta se događa nakon vakcinacije.
U tudijama nije bilo ozbiljnih, po život opasnih reakcija nakon nekoliko mjeseci od imunizacije, a dva mjeseca je neki maksimum u kojem se može očekivati reakcija. Bio je nuspojava, a kod dvije osobe vakcinisane u UK došlo je i do anafilaktičke alergijske reakcije. Ali, to je moguće sa svakom vakcinom, lijekom, pa i hranom.
Da li su ovo genske terapije?
Ne, ovo nisu genske terapije. Prije svega, terapija je nešto što liječi, a ne nešto što sprječava bolest. Vakcine su preventiva. Ovdje se radi o novom načinu unošenja nečega na šta naš organizam stvara zaštitnu reakciju.
Da li mRNK/iRNK vakcina može promijeniti naš genetički kod?
Još prije nekoliko mjeseci imali smo objave koje govore kako nove vakcine stvaraju trostruku DNK, ili slične stvari. Trostruka DNK nije moguća, hemijske veze dozvoljavaju samo aranžiranje dvostruke DNK, ali da li je moguće da nas nove vakcine genetički modificiraju?
RNK virusi se desetinama hiljada godina upisuju u našu DNK, i te dijelove našeg genoma zovemo endogeni retrovirusi. To je zapravo „knjiga sjećanja“ na prethodne infekcije RNK virusa koje su se dogodile u toku evolucije naše vrste.
Ovo nije moguće s RNK vakcinama. Da bi neki RNK virus „upisao“, transkribovao svoj genetički kod u našu DNK, mora koristiti enzim reverznu transkriptazu. Ovaj enzim proizvode samo RNK virusi. Ako nema ovog tipa virusa ili specifičnog potrebnog enzima – a nema ih u vakcini – onda to nije moguće. Naš organizam nema sposobnost stvaranja te molekule koja omogućava ubacivanje RNK virusa u našu DNK.
Sama RNK nije jako stabilna i u našem organizmu se brzo raspada na sastavne komponente – nukleotide. A nukleotidi su isti za sve organizmi i organizam ih ne prepoznaje kao neko „strano tijelo“.
Ne, nećemo postati mutanti nakon vakcinacije RNK vakcinom.
Može li neko dobiti COVID-19 od ovih vakcina?
Ne. Ove vakcine ne sadrže aktivan, replicirajući SARS-CoV-2 virus, već samo jedan mali dio njegove genetičke poruke, koja nije infektivna.