วัคซีนกรดนิวคลีอิกใช้ mRNA เพื่อให้คำแนะนำแก่เซลล์เกี่ยวกับวิธีผลิตโปรตีนที่ต้องการ Libre de Droit / iStock ผ่าน Getty Images

วัคซีนป้องกันโคโรนาไวรัสที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด XNUMX รายการที่พัฒนาขึ้นในสหรัฐอเมริกา ได้แก่ วัคซีนไฟเซอร์และโมเดิร์นนา เป็นวัคซีน mRNA ทั้งคู่ แนวคิดในการใช้สารพันธุกรรมเพื่อสร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันได้เปิดโลกของการวิจัยและศักยภาพทางการแพทย์ที่อาจนำไปใช้ได้ไกลเกินเอื้อมของวัคซีนแบบเดิมๆ Deborah Fuller เป็นนักจุลชีววิทยา ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ซึ่งศึกษาเรื่องวัคซีนทางพันธุกรรมมากว่า 20 ปี เราได้พูดคุยกับเธอเกี่ยวกับ อนาคตของวัคซีน mRNA สำหรับพอดคาสต์ The Conversation Weekly. ด้านล่างนี้เป็นข้อความที่ตัดตอนมาจากการสนทนาที่ได้รับการแก้ไขให้มีความยาวและชัดเจน

วัคซีนจากยีนมีการพัฒนามานานแค่ไหนแล้ว?

วัคซีนชนิดนี้ได้ดำเนินการไปแล้วสำหรับ ประมาณ 30 ปี. วัคซีนกรดนิวคลีอิกมีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่า DNA สร้าง RNA จากนั้น RNA ก็สร้างโปรตีน สำหรับโปรตีนใดๆ ก็ตาม เมื่อเรารู้ลำดับหรือรหัสพันธุกรรมแล้ว เราก็สามารถออกแบบโมเลกุล mRNA หรือ DNA ที่กระตุ้นเซลล์ของบุคคลให้เริ่มสร้างมันได้

ครั้งแรกที่เราคิดถึงแนวคิดในการใส่รหัสพันธุกรรมเข้าไปในเซลล์ของใครบางคน เรากำลังศึกษาทั้ง DNA และ RNA วัคซีน mRNA ทำงานได้ไม่ดีนักในตอนแรก พวกเขา ไม่เสถียร และทำให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ค่อนข้างแข็งแกร่งซึ่งก็คือ ไม่จำเป็นต้องเป็นที่ต้องการ. เป็นเวลานานมากที่วัคซีนดีเอ็นเอเข้ายึดที่นั่งด้านหน้าและ การทดลองทางคลินิกครั้งแรกกับวัคซีนดีเอ็นเอ.

แต่เมื่อประมาณเจ็ดหรือแปดปีที่แล้ว วัคซีน mRNA เริ่มเป็นผู้นำ นักวิจัยได้แก้ไขปัญหามากมาย – โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความไม่แน่นอน – และค้นพบ เทคโนโลยีใหม่ในการส่งมอบ mRNA เข้าสู่เซลล์และวิธีปรับเปลี่ยนลำดับการเข้ารหัสเป็น ทำให้วัคซีนปลอดภัยต่อมนุษย์มากขึ้น.

เมื่อปัญหาเหล่านั้นได้รับการแก้ไข เทคโนโลยีก็พร้อมที่จะเป็นเครื่องมือปฏิวัติวงการยา นี่เป็นเพียงช่วงที่โควิด-19 มาเยือน

อะไรทำให้วัคซีนกรดนิวคลีอิกแตกต่างจากวัคซีนทั่วไป?

วัคซีนส่วนใหญ่กระตุ้นการตอบสนองของแอนติบอดี แอนติบอดีเป็นกลไกภูมิคุ้มกันหลักที่ป้องกันการติดเชื้อ เมื่อเราเริ่มศึกษาวัคซีนกรดนิวคลีอิก เราพบว่าเนื่องจากวัคซีนเหล่านี้แสดงออกภายในเซลล์ของเรา มีประสิทธิภาพมากในการกระตุ้นการตอบสนองของทีเซลล์. การค้นพบนี้กระตุ้นให้เกิดความคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่นักวิจัยสามารถใช้วัคซีนกรดนิวคลีอิกไม่เพียงแต่สำหรับโรคติดเชื้อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันเพื่อรักษาโรคมะเร็งและโรคติดเชื้อเรื้อรัง เช่น เอชไอวี ไวรัสตับอักเสบบี และเริม ตลอดจนโรคภูมิต้านตนเองและแม้แต่ยีนบำบัด .

วัคซีนสามารถรักษาโรคมะเร็งหรือโรคติดเชื้อเรื้อรังได้อย่างไร?

การตอบสนองของทีเซลล์มีความสำคัญมากในการระบุเซลล์ที่ติดเชื้อโรคเรื้อรังและเซลล์มะเร็งที่ผิดปกติ พวกเขายังมีบทบาทสำคัญในการกำจัดเซลล์เหล่านี้ออกจากร่างกาย

เมื่อเซลล์กลายเป็นมะเร็ง เริ่มผลิตนีโอแอนติเจน. ในกรณีปกติ ระบบภูมิคุ้มกันจะตรวจพบแอนติเจนเหล่านี้ รับรู้ว่ามีบางอย่างผิดปกติกับเซลล์และกำจัดออกไป เหตุผลที่บางคนได้รับเนื้องอกก็คือระบบภูมิคุ้มกันของพวกเขาไม่สามารถกำจัดเซลล์เนื้องอกได้ ดังนั้นเซลล์จึงแพร่กระจาย

ด้วยวัคซีน mRNA หรือ DNA เป้าหมายคือทำให้ร่างกายของคุณสามารถจดจำ neoantigens ที่จำเพาะเจาะจงมากขึ้นที่เซลล์มะเร็งสร้างขึ้นได้ดีขึ้น หากระบบภูมิคุ้มกันของคุณรับรู้และมองเห็นได้ดีขึ้น มันก็จะ โจมตีเซลล์มะเร็งและกำจัดออกจากร่างกาย.

กลยุทธ์เดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับ กำจัดการติดเชื้อเรื้อรัง เช่น เอชไอวี ไวรัสตับอักเสบบี และเริม ไวรัสเหล่านี้แพร่ระบาดในร่างกายมนุษย์และอยู่ในร่างกายตลอดไปเว้นแต่ระบบภูมิคุ้มกันจะกำจัดพวกมัน เช่นเดียวกับวิธีที่วัคซีนกรดนิวคลีอิกสามารถฝึกระบบภูมิคุ้มกันเพื่อกำจัดเซลล์มะเร็ง วัคซีนเหล่านี้สามารถนำมาใช้เพื่อฝึกเซลล์ภูมิคุ้มกันของเราให้รู้จักและกำจัดเซลล์ที่ติดเชื้อเรื้อรัง

สถานะของวัคซีนเหล่านี้คืออะไร?

การทดลองทางคลินิกครั้งแรกของวัคซีนกรดนิวคลีอิกเกิดขึ้นในปี 1990 และ เป็นมะเร็งโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ เนื้องอก.

วันนี้มี จำนวนการทดลองทางคลินิก mRNA ที่กำลังดำเนินอยู่ สำหรับการรักษามะเร็งผิวหนัง มะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งรังไข่ มะเร็งเต้านม มะเร็งเม็ดเลือดขาว มะเร็งไกลโอบลาสโตมา และอื่นๆ และผลลัพธ์ที่ได้ก็มีแนวโน้มดีอยู่บ้าง Moderna เพิ่งประกาศผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจด้วยการทดลองระยะที่ 1 โดยใช้ mRNA to รักษาเนื้องอกแข็งและมะเร็งต่อมน้ำเหลือง

นอกจากนี้ยังมีการทดลองอย่างต่อเนื่องจำนวนมากในการพิจารณาวัคซีนดีเอ็นเอสำหรับมะเร็ง เนื่องจากวัคซีนดีเอ็นเอเป็น มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกระตุ้นการตอบสนองของทีเซลล์. บริษัทที่ชื่อว่า Inovio เพิ่งแสดงให้เห็นผลกระทบที่สำคัญต่อมะเร็งปากมดลูกที่เกิดจากไวรัส human papilloma ในผู้หญิง ใช้วัคซีนดีเอ็นเอ.

วัคซีนกรดนิวคลีอิกสามารถรักษาโรคภูมิต้านตนเองได้หรือไม่?

ความผิดปกติของภูมิต้านทานผิดปกติเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ภูมิคุ้มกันของบุคคลกำลังโจมตีส่วนของร่างกายของบุคคลนั้นจริง ตัวอย่างของสิ่งนี้คือโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง หากคุณมีหลายเส้นโลหิตตีบ เซลล์ภูมิคุ้มกันของตัวเองกำลังโจมตีไมอีลินซึ่งเป็นโปรตีนที่เคลือบเซลล์ประสาทในกล้ามเนื้อของคุณ

วิธีกำจัดโรคภูมิต้านตนเองคือการปรับเซลล์ภูมิคุ้มกันเพื่อป้องกันไม่ให้เซลล์โจมตีโปรตีนของคุณเอง ตรงกันข้ามกับวัคซีนที่มีเป้าหมายเพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันให้รับรู้บางสิ่งบางอย่างได้ดีขึ้น การรักษาโรคภูมิต้านตนเองพยายามที่จะทำให้ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายอ่อนแอลงเพื่อหยุดการโจมตีสิ่งที่ไม่ควรทำ เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยได้สร้างวัคซีน mRNA ที่เข้ารหัสโปรตีนไมอีลินด้วยคำแนะนำทางพันธุกรรมที่ปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่อป้องกันไม่ให้กระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน แทนที่จะกระตุ้นทีเซลล์ปกติที่เพิ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน วัคซีนทำให้ร่างกาย ผลิตเซลล์ควบคุม T ที่ยับยั้งเฉพาะเซลล์ T ที่โจมตีไมอีลินโดยเฉพาะ

โรคต่างๆ เกิดขึ้นเมื่อคนเราเกิดการกลายพันธุ์หรือขาดยีนบางตัว และวัคซีนกรดนิวคลีอิกอาจทำหน้าที่ทดแทนยีนที่หายไปได้ชั่วคราว ttsz / iStock ผ่าน Getty Images

แอปพลิเคชั่นอื่น ๆ ของเทคโนโลยีวัคซีนใหม่หรือไม่?

แอปพลิเคชั่นสุดท้ายเป็นหนึ่งในสิ่งแรกที่นักวิจัยคิดเกี่ยวกับการใช้วัคซีน DNA และ mRNA สำหรับ: การบำบัดด้วยยีน บางคนเกิดมาไม่มียีนบางตัว เป้าหมายของการบำบัดด้วยยีนคือการจัดหาเซลล์ที่มีคำแนะนำที่ขาดหายไปซึ่งจำเป็นต่อการผลิตโปรตีนที่สำคัญ

ตัวอย่างที่ดีของเรื่องนี้คือโรคซิสติก ไฟโบรซิส ซึ่งเป็นโรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีนตัวเดียว การใช้ DNA หรือวัคซีน mRNA นักวิจัยกำลังตรวจสอบความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนยีนที่หายไปโดยพื้นฐานแล้วและอนุญาตให้ร่างกายของใครบางคน ผลิตโปรตีนที่หายไปชั่วคราว. เมื่อมีโปรตีนแล้ว อาการต่างๆ ก็จะหายไป อย่างน้อยก็ชั่วคราว mRNA จะไม่คงอยู่นานในร่างกายมนุษย์ และจะไม่รวมเข้ากับจีโนมของผู้คนหรือเปลี่ยนแปลงจีโนมในทางใดทางหนึ่ง ดังนั้นจำเป็นต้องใช้ยาเพิ่มเติมเมื่อผลกระทบหมดไป

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าแนวคิดนี้เป็นไปได้ แต่ก็ยังต้องการการทำงานบางอย่าง

เกี่ยวกับผู้เขียน

เดโบราห์ ฟุลเลอร์, ศาสตราจารย์ด้านจุลชีววิทยา, คณะแพทยศาสตร์, มหาวิทยาลัยวอชิงตัน

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

ร่างกายรักษาคะแนน: สมองจิตใจและร่างกายในการรักษาบาดแผล

โดย Bessel van der Kolk

หนังสือเล่มนี้สำรวจความเชื่อมโยงระหว่างการบาดเจ็บกับสุขภาพกายและสุขภาพจิต นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการรักษาและฟื้นฟู

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

ลมหายใจ: ศาสตร์ใหม่ของศิลปะที่สาบสูญ

โดย เจมส์ เนสเตอร์

หนังสือเล่มนี้สำรวจวิทยาศาสตร์และการฝึกหายใจ นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและเทคนิคในการปรับปรุงสุขภาพร่างกายและจิตใจ

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

The Plant Paradox: อันตรายที่ซ่อนอยู่ในอาหาร "สุขภาพ" ที่ทำให้เกิดโรคและน้ำหนักขึ้น

โดย สตีเวน อาร์. กันดรี

หนังสือเล่มนี้สำรวจความเชื่อมโยงระหว่างอาหาร สุขภาพ และโรค โดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการปรับปรุงสุขภาพโดยรวมและความสมบูรณ์พูนสุข

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

รหัสภูมิคุ้มกัน: กระบวนทัศน์ใหม่เพื่อสุขภาพที่แท้จริงและการต่อต้านริ้วรอยที่รุนแรง

โดย Joel Greene

หนังสือเล่มนี้นำเสนอมุมมองใหม่เกี่ยวกับสุขภาพและภูมิคุ้มกัน โดยใช้หลักการของ epigenetics และนำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการปรับปรุงสุขภาพและการชะลอวัยให้เหมาะสม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการถือศีลอด: รักษาร่างกายของคุณด้วยการอดอาหารเป็นช่วงๆ วันเว้นวัน และการอดอาหารแบบยืดเวลา

โดย ดร.เจสัน ฟุง และจิมมี่ มัวร์

หนังสือเล่มนี้สำรวจวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติของการถือศีลอดโดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการปรับปรุงสุขภาพโดยรวมและความสมบูรณ์พูนสุข

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ