واکسن mRNA COVID-19: نقطه عطفی در علم و تغییر بازی در پزشکی

پروتئین‌های ویروسی به‌عنوان آنتی‌ژن در قالب واکسن تجویز می‌شوند و سیستم ایمنی بدن آنتی‌بادی‌هایی را علیه آنتی‌ژن داده‌شده تشکیل می‌دهد و بنابراین محافظت در برابر هرگونه عفونت آینده را فراهم می‌کند. جالب اینجاست که این اولین بار در تاریخ بشر است که خود mRNA مربوطه به شکل واکسنی داده می شود که از ماشین سلولی برای بیان/ترجمه آنتی ژن/پروتئین استفاده می کند. این به طور موثر سلول های بدن را به کارخانه ای برای تولید آنتی ژن تبدیل می کند که به نوبه خود فعال می شود مصونیت با تولید آنتی بادی این واکسن‌های mRNA در آزمایش‌های بالینی انسانی بی‌خطر و مؤثر هستند. و اکنون، COVID-19 mRNA ژن واکسن BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) طبق پروتکل در حال تزریق به مردم است. این واکسن به عنوان اولین واکسن mRNA که به درستی تایید شده است، نقطه عطفی در علم است که عصر جدیدی را آغاز کرده است. پزشکی و تحویل دارو این می تواند به زودی شاهد استفاده از mRNA ژن فن آوری برای درمان سرطان، طیف وسیعی از واکسن ها برای سایر بیماری ها، و در نتیجه احتمالاً تغییر عملکرد پزشکی و شکل دادن به صنعت داروسازی به طور کلی در آینده.  

اگر پروتئینی در داخل سلول برای درمان یک بیماری بیمار یا برای عمل به عنوان یک آنتی ژن برای ایجاد ایمنی فعال مورد نیاز باشد، آن پروتئین باید به شکل سالم به سلول تحویل داده شود. این هنوز یک کار دشوار است. آیا می توان پروتئین را با تزریق نوکلئیک اسید مربوطه (DNA یا RNA)، که سپس از ماشین سلولی برای بیان استفاده می کند، مستقیماً به داخل سلول بیان کرد؟ 

گروهی از محققان ایده داروی رمزگذاری شده با اسید نوکلئیک را تصور کردند و برای اولین بار در سال 1990 نشان دادند که تزریق مستقیم mRNA ژن در عضله موش منجر به بیان پروتئین کدگذاری شده در سلول های عضلانی شد⁽¹⁾. این امر امکان درمان های مبتنی بر ژن و همچنین واکسن های مبتنی بر ژن را باز کرد. این توسعه به عنوان یک فناوری مخرب در نظر گرفته شد که فناوری‌های واکسن آینده در آن اندازه‌گیری خواهند شد ⁽²⁾.

فرآیند فکر به سرعت از «مبتنی بر ژن» به «مبتنی بر ژن» تغییر کرد.mRNA ژنانتقال اطلاعات مبتنی بر" زیرا mRNA مزایای متعددی را در مقایسه با DNA زیرا mRNA نه در ژنوم ادغام می شود (بنابراین ادغام ژنومی مضری ندارد) و نه تکثیر می شود. فقط عناصری دارد که مستقیماً برای بیان پروتئین مورد نیاز است. نوترکیبی بین RNA تک رشته ای نادر است. علاوه بر این، ظرف چند روز در داخل سلول ها تجزیه می شود. این ویژگی‌ها mRNA را به عنوان یک مولکول حامل اطلاعات ایمن و گذرا مناسب‌تر می‌سازد تا به عنوان ناقلی برای توسعه واکسن مبتنی بر ژن عمل کند. ⁽³⁾. با پیشرفت‌های فناوری به‌ویژه مربوط به سنتز mRNA‌های مهندسی شده با کدهای مناسبی که می‌توانستند به سلول‌ها برای بیان پروتئین تحویل داده شوند، این دامنه از واکسن به داروهای درمانی استفاده از mRNA به عنوان یک کلاس دارویی با کاربرد بالقوه در زمینه‌های ایمنی درمانی سرطان، واکسن‌های بیماری‌های عفونی، القای سلول‌های بنیادی پرتوان مبتنی بر mRNA، تحویل نوکلئازهای طراح به کمک mRNA برای مهندسی ژنوم و غیره شروع به جلب توجه کرد. ⁽⁴⁾.  

ضرورت واکسن های مبتنی بر mRNA و درمان با نتایج حاصل از آزمایشات پیش بالینی پر شد. مشخص شد که این واکسن‌ها در مدل‌های حیوانی ویروس آنفولانزا، ویروس زیکا، ویروس هاری و غیره، پاسخ ایمنی قوی علیه اهداف بیماری‌های عفونی ایجاد می‌کنند. نتایج امیدوارکننده ای نیز با استفاده از mRNA در آزمایشات بالینی سرطان مشاهده شده است ⁽⁵⁾. صنایع با درک پتانسیل تجاری این فناوری، سرمایه‌گذاری عظیمی در تحقیق و توسعه در واکسن‌ها و داروهای مبتنی بر mRNA انجام دادند. به عنوان مثال، تا سال 2018، شرکت مدرنا ممکن است بیش از یک میلیارد دلار سرمایه‌گذاری کرده باشد در حالی که هنوز سال‌ها از هر محصولی که به بازار عرضه می‌شود فاصله دارد. ⁽⁶⁾. علی‌رغم تلاش‌های هماهنگ برای استفاده از mRNA به عنوان یک روش درمانی در واکسن‌های بیماری‌های عفونی، ایمونوتراپی‌های سرطان، درمان بیماری‌های ژنتیکی و درمان‌های جایگزین پروتئین، استفاده از فناوری mRNA به دلیل ناپایداری و تمایل به تخریب توسط نوکلئازها محدود شده است. اصلاح شیمیایی mRNA کمی کمک کرد، اما تحویل درون سلولی همچنان یک مانع باقی مانده است، اگرچه از نانوذرات مبتنی بر لیپید برای تحویل mRNA استفاده می شود. ⁽⁷⁾. 

هدف واقعی پیشرفت فن آوری mRNA برای درمان ها، به لطف وضعیت تاسف بار ارائه شده توسط سراسر جهان Covid-19 پاندمی. توسعه واکسن ایمن و مؤثر علیه SARS-CoV-2 به اولویت اول برای همه تبدیل شد. یک کارآزمایی بالینی چند مرکزی در مقیاس بزرگ برای اطمینان از ایمنی و اثربخشی واکسن mRNA COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) انجام شد. کارآزمایی در 10 ژانویه 2020 آغاز شد. پس از حدود یازده ماه کار سخت، داده‌های مطالعه بالینی ثابت کرد که COVID-19 با واکسیناسیون با استفاده از BNT162b2 قابل پیشگیری است. این اثبات مفهومی را ارائه کرد که واکسن مبتنی بر mRNA می‌تواند در برابر عفونت‌ها محافظت کند. چالش بی‌سابقه ناشی از همه‌گیری کمک کرد تا ثابت شود که واکسن مبتنی بر mRNA می‌تواند با سرعتی سریع توسعه یابد، اگر منابع کافی در دسترس باشد. ⁽⁸⁾. واکسن mRNA مدرنا نیز ماه گذشته مجوز استفاده اضطراری را توسط FDA دریافت کرد.

هر دو COVID-19 واکسن های mRNA یعنی BNT162b2 Pfizer/BioNTech و مدرن mRNA-1273 در حال حاضر برای واکسینه کردن افراد طبق پروتکل های ملی برای تجویز واکسن استفاده می شود. ⁽⁹⁾.

موفقیت دو Covid-19 واکسن‌های mRNA (BNT162b2 Pfizer/BioNTech و mRNA-1273 مدرنا) در آزمایش‌های بالینی و تأیید بعدی آنها برای استفاده، نقطه عطفی در علم و پزشکی است. این یک فناوری پزشکی تا کنون اثبات نشده و با پتانسیل بالا است که جامعه علمی و صنعت داروسازی تقریباً سه دهه است که آن را دنبال می کنند. ⁽¹⁰⁾.   

شور و شوق جدید پس از این موفقیت، پس از همه‌گیری، انرژی‌ها را جمع‌آوری می‌کند و درمان‌های mRNA بیشتر ثابت می‌کند که یک فناوری مخرب است که عصر جدیدی در پزشکی و علم دارورسانی را آغاز می‌کند.   

*** 

منابع  

1. Wolff, JA et al., 1990. انتقال مستقیم ژن به عضله موش in vivo. Science 247, 1465-1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918  

2. کاسلو دی سی. یک فناوری مخرب بالقوه در توسعه واکسن: واکسن‌های مبتنی بر ژن و کاربرد آنها برای بیماری‌های عفونی Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 – 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  

3. Schlake، T.، Thess A.، و همکاران، 2012. توسعه فن آوری های mRNA واکسن. زیست شناسی RNA 2012 نوامبر 1; 9 (11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  

4. شاهین، یو.، کاریکو، ک. و تورسی، او. درمان های مبتنی بر mRNA - توسعه دسته جدیدی از داروها. Nature Review Drug Discovery 13، 759-780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278 

5. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. واکسن های mRNA - عصر جدیدی در واکسن شناسی. Nature Review Drug Discovery 17، 261-279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 

6. Cross R., 2018. آیا mRNA می تواند صنعت دارو را مختل کند؟ منتشر شده در 3 سپتامبر 2018. اخبار شیمی و مهندسی دوره 96، شماره 35 موجود آنلاین در https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 دسترسی به 27 دسامبر 2020.  

7. Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. فرصت ها و چالش ها در تحویل واکسن های مبتنی بر mRNA. تاریخ انتشار: 28 ژانویه 2020. Pharmaceutics 2020, 12(2), 102; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     

8. پولاک اف.، توماس اس.، و همکاران، 2020. ایمنی و اثربخشی واکسن BNT162b2 mRNA کووید-19. مجله پزشکی نیوانگلند. منتشر شده در 10 دسامبر 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  

9. بهداشت عمومی انگلستان، 2020. راهنمای - پروتکل ملی برای واکسن mRNA COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). منتشر شده در 18 دسامبر 2020. آخرین به روز رسانی در 22 دسامبر 2020. موجود به صورت آنلاین در https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech دسترسی به 28 دسامبر 2020.   

10. Servick K.، 2020. چالش بعدی mRNA: آیا به عنوان یک دارو عمل می کند؟ علوم پایه. منتشر شده در 18 دسامبر 2020: جلد. 370، ش 6523، ص 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 در دسترس آنلاین در https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

***