חיסוני חומצות גרעין משתמשים ב-mRNA כדי לתת הוראות לתאים כיצד לייצר חלבון רצוי. Libre de Droit/iStock דרך Getty Images
שני חיסוני הקורונה המוצלחים ביותר שפותחו בארה"ב - חיסוני פייזר ומודרנה - שניהם חיסוני mRNA. הרעיון של שימוש בחומר גנטי כדי לייצר תגובה חיסונית פתח עולם של מחקר ושימושים רפואיים פוטנציאליים הרחק מהישג ידם של חיסונים מסורתיים. דבורה פולר היא מיקרוביולוגית באוניברסיטת וושינגטון שחוקר חיסונים גנטיים כבר יותר מ-20 שנה. דיברנו איתה על עתיד חיסוני mRNA לפודקאסט The Conversation Weekly. להלן קטעים מאותה שיחה אשר נערכו לצורך אורך ובהירות.
כמה זמן חיסונים מבוססי גנים נמצאים בפיתוח?
סוג זה של חיסון כבר בעבודות עבור על 30 שנים. חיסוני חומצות גרעין מבוססים על הרעיון ש-DNA מייצר RNA ואז RNA מייצר חלבונים. עבור כל חלבון נתון, ברגע שנדע את הרצף או הקוד הגנטי, נוכל לעצב מולקולת mRNA או DNA שמנחה את התאים של אדם להתחיל לייצר אותו.
כשחשבנו לראשונה על הרעיון הזה של הכנסת קוד גנטי לתאים של מישהו, חקרנו גם DNA וגם RNA. חיסוני ה-mRNA לא עבדו טוב בהתחלה. הֵם היו לא יציבים והם גרמו לתגובות חיסוניות די חזקות לא בהכרח רצוי. במשך זמן רב מאוד חיסוני DNA תפסו את המושב הקדמי, וממש הניסויים הקליניים הראשונים היו עם חיסון DNA.
אבל לפני כשבע או שמונה שנים, חיסוני mRNA התחילו להוביל. חוקרים פתרו הרבה מהבעיות - בעיקר את אי יציבות – וגילה טכנולוגיות חדשות לאספקת mRNA לתוך תאים ודרכים לשנות את רצף הקידוד ל להפוך את החיסונים להרבה יותר בטוחים לשימוש בבני אדם.
ברגע שהבעיות הללו נפתרו, הטכנולוגיה באמת עמדה להפוך לכלי מהפכני לרפואה. זה היה בדיוק כאשר COVID-19 פגע.
מה מייחד חיסונים עם חומצות גרעין מחיסונים מסורתיים?
רוב החיסונים מעוררים תגובות נוגדנים. נוגדנים הם המנגנון החיסוני העיקרי שחוסם זיהומים. כשהתחלנו לחקור חיסונים עם חומצות גרעין, גילינו שבגלל שהחיסונים האלה מתבטאים בתוך התאים שלנו, הם היו גם יעיל מאוד בגרימת תגובה של תאי T. תגלית זו באמת עוררה חשיבה נוספת על האופן שבו חוקרים יכולים להשתמש בחיסוני חומצות גרעין לא רק למחלות זיהומיות, אלא גם לאימונותרפיה לטיפול בסרטן ובמחלות זיהומיות כרוניות - כמו HIV, הפטיטיס B והרפס - כמו גם הפרעות אוטואימוניות ואפילו לטיפול גנטי. .
כיצד יכול חיסון לטפל בסרטן או במחלות זיהומיות כרוניות?
תגובות תאי T חשובות מאוד לזיהוי תאים נגועים במחלות כרוניות ובתאים סרטניים חריגים. הם גם ממלאים תפקיד גדול בסילוק תאים אלה מהגוף.
כאשר תא הופך לסרטני, זה מתחיל לייצר ניאו אנטיגנים. במקרים רגילים, המערכת החיסונית מזהה את הניאו-אנטיגנים הללו, מזהה שמשהו לא בסדר בתא ומבטלת אותו. הסיבה שחלק מהאנשים מקבלים גידולים היא שמערכת החיסון שלהם לא ממש מסוגלת לחסל את תאי הגידול, ולכן התאים מתפשטים.
עם חיסון mRNA או DNA, המטרה היא לגרום לגוף שלך לזהות טוב יותר את הניאו אנטיגנים הספציפיים מאוד שהתא הסרטני ייצר. אם המערכת החיסונית שלך יכולה לזהות ולראות אותם טוב יותר, היא תצליח לתקוף את התאים הסרטניים ולסלק אותם מהגוף.
ניתן ליישם את אותה אסטרטגיה על חיסול זיהומים כרוניים כמו HIV, הפטיטיס B והרפס. וירוסים אלו מדביקים את גוף האדם ונשארים בגוף לנצח אלא אם מערכת החיסון מחסלת אותם. בדומה לאופן שבו חיסוני חומצות גרעין יכולים לאמן את מערכת החיסון לחסל תאים סרטניים, הם יכולים לשמש כדי לאמן את תאי החיסון שלנו לזהות ולחסל תאים נגועים כרונית.
מה מצב החיסונים הללו?
כמה מהניסויים הקליניים הראשונים של חיסוני חומצות גרעין התרחשו בשנות ה-1990 ו היו לסרטן, במיוחד עבור סרטן עור.
כיום, ישנם א מספר ניסויים קליניים מתמשכים של mRNA לטיפול במלנומה, סרטן הערמונית, סרטן השחלות, סרטן השד, לוקמיה, גליובלסטומה ואחרים, והיו כמה תוצאות מבטיחות. Moderna הכריזה לאחרונה על תוצאות מבטיחות עם ניסוי השלב 1 שלה באמצעות mRNA כדי לטפל בגידולים מוצקים ולימפומה
ישנם גם הרבה ניסויים מתמשכים בוחנים חיסוני DNA לסרטן, כי חיסוני DNA הם כאלה יעיל במיוחד בהשראת תגובות תאי T. חברה בשם Inovio הדגימה לאחרונה השפעה משמעותית על סרטן צוואר הרחם הנגרם על ידי נגיף הפפילומה האנושי בנשים באמצעות חיסון DNA.
האם חיסוני חומצת גרעין יכולים לטפל בהפרעות אוטואימוניות?
הפרעות אוטואימוניות מתרחשות כאשר תאי החיסון של אדם תוקפים למעשה חלק מגופו של האדם עצמו. דוגמה לכך היא טרשת נפוצה. אם יש לך טרשת נפוצה, שלך תאי החיסון של עצמם תוקפים את המיאלין, חלבון שמצפה את תאי העצב בשרירים שלך.
הדרך לחסל הפרעה אוטואימונית היא לווסת את תאי החיסון שלך כדי למנוע מהם לתקוף את החלבונים שלך. בניגוד לחיסונים, שמטרתם לעורר את המערכת החיסונית לזהות טוב יותר משהו, הטיפול במחלות אוטואימוניות שואף לרכך את המערכת החיסונית כך שתפסיק לתקוף משהו שאסור לו. לאחרונה, חוקרים יצרו חיסון mRNA המקודד לחלבון מיאלין עם הוראות גנטיות מעט מותאמות כדי למנוע ממנו לעורר תגובות חיסוניות. במקום להפעיל תאי T נורמליים שמגבירים את התגובות החיסוניות, החיסון גרם לגוף לייצר תאים מווסתים T שדיכא באופן ספציפי רק את תאי ה-T שתקפו את המיאלין.
מחלות רבות נוצרות כאשר לאנשים יש מוטציות או שחסרים להם גנים מסוימים, וחיסוני חומצות גרעין יכולים לשמש כתחליף זמני לגנים החסרים. ttsz/iStock דרך Getty Images
יש יישומים אחרים של טכנולוגיית החיסון החדשה?
היישום האחרון הוא למעשה אחד הדברים הראשונים שחוקרים חשבו על שימוש בחיסוני DNA ו-mRNA עבור: ריפוי גנטי. יש אנשים שנולדים חסרי גנים מסוימים. המטרה של ריפוי גנטי היא לספק לתאים את ההוראות החסרות להם הם צריכים כדי לייצר חלבון חשוב.
דוגמה מצוינת לכך היא סיסטיק פיברוזיס, מחלה גנטית הנגרמת על ידי מוטציות בגן בודד. באמצעות DNA או חיסון mRNA, חוקרים חוקרים את ההיתכנות להחליף למעשה את הגן החסר ולאפשר לגוף של מישהו מייצרים באופן זמני את החלבון החסר. ברגע שהחלבון נוכח, הסימפטומים עלולים להיעלם, לפחות באופן זמני. ה-mRNA לא יימשך זמן רב בגוף האדם, וגם לא ישתלב בגנום של אנשים או ישנה את הגנום בשום צורה. אז יהיה צורך במינונים נוספים ככל שהאפקט יגמר.
מחקרים הראו שהמושג הזה בר ביצוע, אבל הוא עדיין דורש קצת עבודה.
על המחבר
דבורה פולר, פרופסור למיקרוביולוגיה, בית הספר לרפואה, אוניברסיטת וושינגטון
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים קשורים:
הגוף שומר על הציון: מוח וגוף בריפוי טראומה
מאת בסל ואן דר קולק
ספר זה בוחן את הקשרים בין טראומה לבריאות גופנית ונפשית, ומציע תובנות ואסטרטגיות לריפוי והחלמה.
נשימה: המדע החדש של אמנות אבודה
מאת ג'יימס נסטור
ספר זה חוקר את המדע והפרקטיקה של הנשימה, ומציע תובנות וטכניקות לשיפור הבריאות הגופנית והנפשית.
פרדוקס הצמח: הסכנות הנסתרות במזונות "בריאים" הגורמים למחלות ולעלייה במשקל
מאת סטיבן ר. גונדרי
ספר זה בוחן את הקשרים בין תזונה, בריאות ומחלות, ומציע תובנות ואסטרטגיות לשיפור הבריאות והרווחה הכללית.
קוד החסינות: הפרדיגמה החדשה לבריאות אמיתית ואנטי אייג'ינג רדיקלי
מאת ג'ואל גרין
ספר זה מציע נקודת מבט חדשה על בריאות וחסינות, תוך הסתמכות על עקרונות של אפיגנטיקה ומציע תובנות ואסטרטגיות לייעול בריאות והזדקנות.
המדריך המלא לצום: רפא את גופך באמצעות צום לסירוגין, יום חלופי וארוך
מאת ד"ר ג'ייסון פונג וג'ימי מור
ספר זה חוקר את המדע והפרקטיקה של צום ומציע תובנות ואסטרטגיות לשיפור הבריאות והרווחה הכללית.
