ในการประชุม Vaccine and Health Conference ผู้เชี่ยวชาญเรียกร้องให้ "ทุกคนควรให้ความสนใจกับวัคซีน mRNA ซึ่งให้ความคิดที่ไม่จำกัดแก่มนุษย์"วัคซีน mRNA คืออะไรกันแน่?มันถูกค้นพบได้อย่างไรและมูลค่าการใช้งานของมันคืออะไร?จะต้านทานโควิด-19 ที่ระบาดทั่วโลกได้หรือไม่?ประเทศของฉันพัฒนาวัคซีน mRNA สำเร็จหรือไม่วันนี้เรามาทำความรู้จักวัคซีน mRNA ในอดีตและปัจจุบันกัน

01
mRNA ในวัคซีน mRNA คืออะไร?

mRNA (Messenger RNA) นั่นคือ messenger RNA เป็น RNA สายเดี่ยวประเภทหนึ่งที่ถอดความจากสาย DNA เป็นแม่แบบและมีข้อมูลทางพันธุกรรมที่สามารถแนะนำการสังเคราะห์โปรตีนได้ในแง่ของคนธรรมดา mRNA จะทำซ้ำข้อมูลทางพันธุกรรมของ DNA เกลียวคู่หนึ่งเส้นในนิวเคลียส จากนั้นออกจากนิวเคลียสเพื่อผลิตโปรตีนในไซโตพลาสซึมในไซโตพลาสซึม ไรโบโซมเคลื่อนที่ไปตาม mRNA อ่านลำดับพื้นฐานของมัน และแปลเป็นกรดอะมิโนที่สอดคล้องกัน ในที่สุดก็สร้างโปรตีน (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 กระบวนการทำงานของ mRNA

02
วัคซีน mRNA คืออะไรและอะไรทำให้เป็นเอกลักษณ์?

วัคซีน mRNA นำ mRNA เข้ารหัสแอนติเจนที่จำเพาะต่อโรคเข้าสู่ร่างกาย และใช้กลไกการสังเคราะห์โปรตีนของเซลล์เจ้าบ้านเพื่อสร้างแอนติเจน ซึ่งกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยปกติแล้ว ลำดับ mRNA ของแอนติเจนที่จำเพาะสามารถสร้างขึ้นตามโรคต่างๆ บรรจุและขนส่งเข้าไปในเซลล์ด้วยอนุภาคไขมันนาโนพาหะชนิดใหม่ จากนั้นจึงใช้ลำดับ mRNA ของไรโบโซมมนุษย์เพื่อแปลลำดับ mRNA เพื่อผลิตโปรตีนแอนติเจนของโรค ซึ่งระบบภูมิต้านทานรับรู้หลังจากหลั่งออกมาเพื่อสร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน เพื่อให้บรรลุบทบาทของการป้องกันโรค (รูปที่ 2)

รูปที่ 2 ผลในร่างกายของวัคซีน mRNA

ดังนั้น อะไรคือความแตกต่างของวัคซีน mRNA ชนิดนี้เมื่อเทียบกับวัคซีนแบบดั้งเดิม?วัคซีน mRNA เป็นวัคซีนรุ่นที่สามที่ทันสมัยที่สุด และจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความเสถียร ควบคุมการสร้างภูมิคุ้มกัน และพัฒนาเทคโนโลยีการนำส่งใหม่

วัคซีนแบบดั้งเดิมรุ่นแรกประกอบด้วยวัคซีนเชื้อตายและวัคซีนเชื้อเป็น ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดวัคซีนเชื้อตายหมายถึงการเพาะเลี้ยงไวรัสหรือแบคทีเรียในขั้นแรก แล้วจึงยับยั้งเชื้อด้วยความร้อนหรือสารเคมี (โดยปกติคือฟอร์มาลิน)วัคซีนเชื้อเป็นหมายถึงเชื้อโรคที่กลายพันธุ์และทำให้ความเป็นพิษลดลงหลังจากการรักษาต่างๆแต่ยังคงไว้ซึ่งภูมิคุ้มกันการฉีดวัคซีนเข้าสู่ร่างกายจะไม่ทำให้เกิดโรค แต่เชื้อโรคสามารถเติบโตและเพิ่มจำนวนในร่างกาย กระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกันของร่างกาย และมีบทบาทในการป้องกันระยะยาวหรือตลอดชีวิต

วัคซีนใหม่รุ่นที่สองประกอบด้วยวัคซีนหน่วยย่อยและวัคซีนโปรตีนรีคอมบิแนนท์วัคซีนหน่วยย่อยเป็นวัคซีนหน่วยย่อยของวัคซีนที่ทำจากส่วนประกอบภูมิคุ้มกันป้องกันหลักของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค กล่าวคือ โครงสร้างโปรตีนพิเศษของแบคทีเรียและไวรัสจะถูกสกัดและกรองออกผ่านการย่อยสลายทางเคมีหรือโปรตีนที่ควบคุมวัคซีนที่ทำจากชิ้นส่วนที่มีฤทธิ์ทางภูมิคุ้มกันวัคซีนโปรตีนรีคอมบิแนนท์คือโปรตีนรีคอมบิแนนท์แอนติเจนที่ผลิตในระบบการแสดงออกของเซลล์ต่างๆ

วัคซีนล้ำสมัยรุ่นที่สามประกอบด้วยวัคซีน DNA และวัคซีน mRNAเป็นการนำชิ้นส่วนของยีนไวรัส (DNA หรือ RNA) เข้ารหัสโปรตีนแอนติเจนบางชนิดเข้าสู่เซลล์ร่างกายของสัตว์โดยตรง (การฉีดวัคซีนเข้าสู่ร่างกายมนุษย์) และผลิตโปรตีนแอนติเจนผ่านระบบการสังเคราะห์โปรตีนของเซลล์โฮสต์ กระตุ้นให้โฮสต์สร้างภูมิคุ้มกันต่อการตอบสนองของโปรตีนแอนติเจนเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการป้องกันและรักษาโรคข้อแตกต่างระหว่างสองสิ่งนี้คือ DNA จะถูกแปลงเป็น mRNA ก่อน จากนั้นจึงสังเคราะห์โปรตีน ในขณะที่ mRNA จะถูกสังเคราะห์โดยตรง

03
ประวัติการค้นพบและมูลค่าการใช้วัคซีน mRNA

เมื่อพูดถึงวัคซีน mRNA เราต้องพูดถึงนักวิทยาศาสตร์หญิงที่โดดเด่น Kati Kariko ผู้ซึ่งได้วางรากฐานการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่มั่นคงสำหรับการถือกำเนิดของวัคซีน mRNAเธอเต็มไปด้วยความสนใจในการวิจัยเกี่ยวกับ mRNA ในขณะที่เธอกำลังศึกษาอยู่ในอาชีพการวิจัยทางวิทยาศาสตร์กว่า 40 ปีของเธอ เธอประสบกับความพ่ายแพ้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ไม่ได้สมัครทุนวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และไม่มีตำแหน่งการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่มั่นคง แต่เธอยืนกรานเสมอในการวิจัย mRNA

กะทิ การิโต

มีสามโหนดที่สำคัญในการถือกำเนิดของวัคซีน mRNA

ในขั้นตอนแรก เธอประสบความสำเร็จในการผลิตโมเลกุล mRNA ที่ต้องการผ่านการเพาะเลี้ยงเซลล์ แต่เธอพบปัญหาในการสร้างการทำงานของ mRNA ในร่างกาย หลังจากฉีด mRNA เข้าไปในหนู มันจะถูกกลืนโดยระบบภูมิคุ้มกันของหนูจากนั้นเธอก็ได้พบกับไวส์แมนพวกเขาใช้โมเลกุลใน tRNA ที่เรียกว่า pseudouridine เพื่อทำให้ mRNA หลบเลี่ยงการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน][2].
ในขั้นตอนที่สอง ราวปี พ.ศ. 2543 ศ.ปีเตอร์ คัลลิส ศึกษา LNPs นาโนเทคโนโลยีลิพิดสำหรับการนำส่ง siRNA ในร่างกาย สำหรับการใช้งานในการยับยั้งยีน [3][4]องค์กรไวส์แมน Kariko et al.พบว่า LNP เป็นพาหะที่เหมาะสมของ mRNA ในร่างกาย และอาจกลายเป็นเครื่องมืออันมีค่าสำหรับการส่ง mRNA ที่เข้ารหัสโปรตีนที่ใช้รักษาโรค และต่อมาได้รับการยืนยันในการป้องกันไวรัส Zika, HIV และเนื้องอก [5] ][6][7][8]

ในขั้นตอนที่สาม ในปี 2010 และ 2013 Moderna และ BioNTech ได้รับใบอนุญาตสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ mRNA จากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียเพื่อพัฒนาต่อไปKatalin ยังเป็นรองประธานอาวุโสของ BioNTech ในปี 2556 เพื่อพัฒนาวัคซีน mRNA ต่อไป

ปัจจุบัน วัคซีน mRNA สามารถใช้ในโรคติดเชื้อ เนื้องอก และโรคหอบหืดได้ในกรณีของ COVID-19 ที่ระบาดไปทั่วโลก วัคซีน mRNA อาจมีบทบาทเป็นแนวหน้า

04
โอกาสการประยุกต์ใช้วัคซีน mRNA ใน COVID-19

ด้วยการระบาดทั่วโลกของ COVID-19 ประเทศต่างๆ กำลังทำงานอย่างหนักเพื่อพัฒนาวัคซีนเพื่อควบคุมการแพร่ระบาดในฐานะวัคซีนชนิดใหม่ วัคซีน mRNA มีบทบาทสำคัญในการเกิดโรคระบาดคราวน์ใหม่วารสารชั้นนำหลายฉบับรายงานบทบาทของ mRNA ในไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ SARS-CoV-2 (รูปที่ 3)

รูปที่ 3 รายงานวัคซีน mRNA เพื่อป้องกันไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ (จาก NCBI)

ก่อนอื่น นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากได้รายงานการวิจัยวัคซีน mRNA (SARS-CoV-2 mRNA) กับไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ในหนูตัวอย่างเช่น: วัคซีน mRNA (mRNA-LNP) ที่ห่อหุ้มด้วยอนุภาคนาโนลิพิด (mRNA-LNP) วัคซีน การฉีดครั้งเดียวกระตุ้นการตอบสนองของเซลล์ CD4+ T และ CD8+ T ที่แข็งแกร่ง พลาสมาที่มีอายุยืนยาวและการตอบสนองของเซลล์ B หน่วยความจำ และการตอบสนองของแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลางที่แข็งแกร่งและต่อเนื่องสิ่งนี้บ่งชี้ว่าวัคซีน mRNA-LNP เป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มต่อต้าน COVID-19[9][10]

ประการที่สอง นักวิทยาศาสตร์บางคนเปรียบเทียบผลของ SARS-CoV-2 mRNA กับวัคซีนแบบดั้งเดิมเมื่อเปรียบเทียบกับวัคซีนโปรตีนรีคอมบิแนนท์: วัคซีน mRNA นั้นเหนือกว่าวัคซีนโปรตีนอย่างมากในด้านการตอบสนองของศูนย์กลางเชื้อโรค การกระตุ้น Tfh การผลิตแอนติบอดีที่เป็นกลาง เซลล์ B หน่วยความจำจำเพาะ และเซลล์พลาสมาที่มีอายุยืน [11]

จากนั้น เมื่อผู้สมัครรับวัคซีน SARS-CoV-2 mRNA เข้าสู่การทดลองทางคลินิก จึงเกิดความกังวลเกี่ยวกับระยะเวลาสั้นของการป้องกันวัคซีนนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวัคซีน mRNA ที่ดัดแปลงด้วยนิวคลีโอไซด์ในรูปแบบห่อหุ้มไขมันที่เรียกว่า mRNA-RBDการฉีดเพียงครั้งเดียวสามารถสร้างแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลางที่แข็งแกร่งและการตอบสนองของเซลล์ และสามารถป้องกันหนูจำลองที่ติดเชื้อ 2019-nCoV ได้เกือบทั้งหมด โดยแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลางในระดับสูงจะคงอยู่เป็นเวลาอย่างน้อย 6.5 เดือนข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า mRNA-RBD ขนาดเดียวให้การป้องกันระยะยาวต่อความท้าทายของ SARS-CoV-2 [12]
นอกจากนี้ยังมีนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเพื่อพัฒนาวัคซีนป้องกันโควิด-19 ใหม่ที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ เช่น วัคซีน BNT162bลิงแสมได้รับการปกป้องจาก SARS-CoV-2 ปกป้องทางเดินหายใจส่วนล่างจาก RNA ของไวรัส สร้างแอนติบอดีที่มีศักยภาพสูง และไม่มีสัญญาณของการเพิ่มประสิทธิภาพของโรคขณะนี้ผู้สมัครสองคนอยู่ระหว่างการประเมินในการทดลองระยะที่ 1 และการประเมินในการทดลองระดับโลกระยะที่ II/III ก็กำลังดำเนินการเช่นกัน และการสมัครก็ใกล้เข้ามาแล้ว [13]

05
สถานะของวัคซีน mRNA ในโลก

ปัจจุบัน BioNTech, Moderna และ CureVac เป็นที่รู้จักในฐานะผู้นำการบำบัดด้วย mRNA สามอันดับแรกของโลกในหมู่พวกเขา BioNTech และ Moderna อยู่ในระดับแนวหน้าของการวิจัยและพัฒนาวัคซีนคราวน์ใหม่Moderna มุ่งเน้นไปที่การวิจัยและพัฒนายาและวัคซีนที่เกี่ยวข้องกับ mRNAวัคซีนทดลอง COVID-19 ระยะที่ 3 mRNA-1273 เป็นโครงการที่เติบโตเร็วที่สุดของบริษัทBioNTech ยังเป็นบริษัทวิจัยและพัฒนายาและวัคซีน mRNA ชั้นนำของโลก โดยมียา/วัคซีน mRNA ทั้งหมด 19 รายการ โดย 7 รายการเข้าสู่ขั้นตอนทางคลินิกแล้วCureVac มุ่งเน้นไปที่การวิจัยและพัฒนายา/วัคซีน mRNA และเป็นบริษัทแรกในโลกที่ตั้งสายการผลิต RNA ที่เป็นไปตามมาตรฐาน GMP โดยมุ่งเน้นไปที่เนื้องอก โรคติดเชื้อ และโรคหายาก

สินค้าที่เกี่ยวข้อง:สารยับยั้ง RNase
คำสำคัญ: วัคซีน miRNA, การแยก RNA, การสกัด RNA, ตัวยับยั้ง RNase

เอกสารอ้างอิง:1.K Karikó, Buckstein M , Ni H และอื่น ๆการยับยั้งการรับรู้ RNA โดยตัวรับแบบ Toll-like: ผลกระทบของการดัดแปลงนิวคลีโอไซด์และต้นกำเนิดวิวัฒนาการของ RNA[J]ภูมิคุ้มกัน, 2548, 23(2):165-175.
2. K Karikó, Muramatsu H , Welsh FA และอื่น ๆการรวมตัวกันของ Pseudouridine ใน mRNA ทำให้ได้เวกเตอร์ที่ไม่มีภูมิคุ้มกันที่เหนือกว่าพร้อมความสามารถในการแปลที่เพิ่มขึ้นและความเสถียรทางชีวภาพ [J]อณูบำบัด, 2551.3.ชลน์ เอ คัลลิส ประชาสัมพันธ์ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีไลโปโซมและการประยุกต์ใช้สำหรับการส่งมอบยีนอย่างเป็นระบบ[J]บทวิจารณ์การนำส่งยาขั้นสูง, 1998, 30(1-3):73.4.Kulkarni JA, Witzigmann D, Chen S และคณะเทคโนโลยีอนุภาคนาโนไขมันสำหรับการแปลทางคลินิกของการบำบัดด้วย siRNA[J]บัญชีของการวิจัยทางเคมี, 2019, 52(9).5.Kariko, Katalin, Madden และคณะจลนพลศาสตร์การแสดงออกของ mRNA ที่ดัดแปลงด้วยนิวคลีโอไซด์ส่งในอนุภาคนาโนไขมันไปยังหนูโดยเส้นทางต่างๆ [J]Journal of Controlled Release Official Journal of the Controlled Release Society, 2015.6.การป้องกันไวรัสซิกาด้วยการฉีดวัคซีน mRNA ดัดแปลงนิวคลีโอไซด์ขนาดต่ำเพียงครั้งเดียว[J]ธรรมชาติ, 2017, 543(7644):248-251.7.Pardi N, Secreto AJ, Shan X และอื่น ๆการบริหารให้ mRNA ที่ดัดแปลงด้วยนิวคลีโอไซด์ซึ่งเข้ารหัสแอนติบอดีที่เป็นกลางในวงกว้างจะปกป้องหนูที่ถูกทำให้เป็นมนุษย์จากความท้าทายของ HIV-1[J]การสื่อสารธรรมชาติ 2017 8:14630.8Stadler CR , B?Hr-Mahmud H , Celik L และอื่น ๆการกำจัดเนื้องอกขนาดใหญ่ในหนูโดยแอนติบอดีที่มีความจำเพาะแบบคู่ที่เข้ารหัสด้วย mRNA[J]ยาธรรมชาติ, 2017.9.NN Zhang, Li XF, Deng YQ และอื่นๆวัคซีน mRNA ที่ทนต่ออุณหภูมิต้าน COVID-19[J]เซลล์ 2020.10.D Laczkó, Hogan MJ, Toulmin SA และอื่น ๆการสร้างภูมิคุ้มกันเพียงครั้งเดียวด้วยวัคซีน mRNA ที่ดัดแปลงด้วยนิวคลีโอไซด์ทำให้เกิดการตอบสนองของภูมิคุ้มกันระดับเซลล์และร่างกายที่แข็งแกร่งต่อ SARS-CoV-2 ในหนู - ScienceDirect[J]2020.11.Lederer K , Castao D , Atria DG และอื่น ๆวัคซีน SARS-CoV-2 mRNA ส่งเสริมการตอบสนองของศูนย์เชื้อโรคที่จำเพาะต่อแอนติเจนที่มีศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแอนติบอดีที่เป็นกลาง [J]ภูมิคุ้มกัน พ.ศ. 2563 53(6):1281-1295.e5.12Huang Q, Ji K, Tian S และอื่นๆวัคซีน mRNA แบบฉีดครั้งเดียวให้การป้องกันระยะยาวสำหรับหนูดัดแปลงพันธุกรรม hACE2 จาก SARS-CoV-2[J]Nature Communications.13.Vogel AB, Kanevsky I, Ye C และอื่น ๆวัคซีนป้องกันโรค BNT162b ช่วยป้องกันลิงแสมจาก SARS-CoV-2[J]ธรรมชาติ 2021:1-10.