Tehnologia ARNm promite să revoluționeze viitoarele vaccinuri și tratamente pentru cancer și boli infecțioase

În ultimii 200 de ani, cercetătorii au creat practic toate vaccinurile împotriva virușilor folosind aceeași metodă: oferind oamenilor o formă a virusului în sine. Peste 80 de milioane de americani au fost vaccinați împotriva SARS-CoV-2 – virusul care cauzează COVID-19 – folosind posibilitățile de schimbare a jocului ale tehnologiei ARNm. Însă, unii oameni se tem că tehnologia a fost „grăbită”, deși de mai bine de 25 de ani laboratoarele universitare explorează utilizarea ARN-ului, mai degrabă decât a virușilor, pentru a construi imunitatea organismului împotriva bolilor.

„Domeniul vaccinului a fost transformat pentru totdeauna din cauza COVID-19”, spune dr. Dan Barouch, director al Centrului de Cercetare Virologică și Vaccin de la Harvard Medical School. ARN mesager (ARNm) – baza primelor două vaccinuri eliminate pentru uz public de către Food and Drug Administration (FDA) – induce celulele să declanșeze un răspuns imun împotriva coronavirusului care cauzează COVID-19. Cercetătorii vaccinului consideră că succesul acestor vaccinări va introduce cea mai radicală schimbare a dezvoltării vaccinului, de când Jenner a atacat un virus al vacii în urmă cu două secole. „Acesta este doar începutul”, spune John Cooke, MD, dr., Director medical al Programului RNA Therapeutics de la Houston Methodist Research Institute. Cercetătorii spun că ARNm poate fi utilizat pentru a crea o varietate de vaccinuri și tratamente în mai puțin timp și la costuri mai mici decât metodele tradiționale. Utilizarea vaccinurilor împotriva COVID-19 va produce mai multe dovezi cu privire la eficacitatea și siguranța acestei abordări. Deși construirea medicamentelor cu ARNm este o idee nouă pentru public – un motiv pentru ezitarea pe scară largă a vaccinului în Statele Unite și în alte țări – Cooke observă că „știința ne-a fost de mult timp alături”. ARNm a apărut ca o alternativă la dezvoltarea tradițională a vaccinului la începutul anilor 1990, bazându-se pe cercetări care implicau injecții de ARN la șoareci la Centrul Waisman de la Universitatea din Wisconsin-Madison. ARNm este o moleculă care oferă în esență instrucțiuni celulelor pentru a construi proteine ​​specifice. Proteinele sunt cheia succesului unei infecții virale, deoarece permit unui virus să se replice după ce se atașează la o celulă. Coronavirusul, de exemplu, se atașează la o celulă cu așa-numita proteină „spike”, care declanșează replicarea virală care transformă infecția în COVID-19.

Teoria din spatele vaccinurilor este că ARNm va spune unei celule să producă o proteină utilizată de un anumit virus, ceea ce ar declanșa un răspuns imun care creează capacitatea organismului de a se feri de virusul real. „Este în esență un software biologic”, spune Cooke. Teoria s-a arătat promițătoare în experimentele de laborator și în studiile pe animale, în anii 1990 și începutul anilor 2000, cercetătorii urmărind să creeze terapii pentru a opri răspândirea cancerului și a vaccinurilor pentru a proteja împotriva unor astfel de boli virale precum gripa, Ebola și SARS (sindromul respirator acut sever) . „Știam încă din primul nostru experiment că are potențialul de a fi un tratament terapeutic incredibil”, spune Drew Weissman, care conduce un laborator de cercetare ARN la Școala de Medicină Perelman de la Universitatea din Pennsylvania (PSOM) din Philadelphia. Cu toate acestea, inițial a fost dificil să obținem finanțare guvernamentală sau corporativă, observă el, deoarece „companiile farmaceutice și cercetătorii nu credeau în asta”. Câteva dezavantaje încăpățânate au împiedicat utilitatea tehnologiei: a fost dificil să se introducă ARNm într-o celulă, iar ARNm a provocat inflamații severe și a fost degradat rapid de corp. În ceea ce cercetătorii mARN consideră o descoperire, Weissman și colegul său de cercetare PSOM, Katalin Karikó, au depășit aceste obstacole folosind ARN sintetic pe care sistemul imunitar al organismului nu îl recunoaște și înglobând acel material în nanoparticulele lipidice (bule de grăsime) care alunecă cu ușurință în celule. . Până în 2017, potrivit unei analize realizate în Nature, studiile la om erau în desfășurare pentru a testa vaccinurile ARNm împotriva HIV, gripei, Zika și rabiei. ”Apoi a venit COVID-19. Nu există un moment bun pentru a sosi o pandemie, iar apariția COVID-19 în decembrie 2019 s-a dovedit utilă pentru cercetarea ARNm: cu primele impedimente științifice rezolvate și cu încercările umane în curs, tehnologia a fost pregătită pentru un real -testul lumii la fel cum acea lume avea nevoie disperată de un vaccin pentru a fi dezvoltat mai repede ca niciodată. Pe măsură ce laboratoarele din întreaga lume au lansat sute de experimente și studii (Institutele Naționale de Sănătate enumeră sute de studii privind vaccinul COVID-19), mulți oameni au văzut tehnologia ARNm ca fiind una dintre cele mai promițătoare pentru a răspunde provocării” spun cei de la aamc.org.

„Tehnologia are o mulțime de avantaje față de tehnologiile tradiționale de vaccinare”, spune Florian Krammer, care conduce un laborator de cercetare la Școala de Medicină Icahn din Muntele Sinai din New York. El citează ușurința relativă cu care informațiile despre secvența genetică a unui virus pot fi inserate în platforma de bază. „Este foarte ușor să schimbi vaccinul; trebuie doar să schimbi secvența ”, spune Krammer. „Aceasta este o platformă ideală pentru a face față unei pandemii sau a unui focar.” Acest concept este susținut de viteza fără precedent cu care au fost create și administrate publicului primele două vaccinuri COVID-19 din Statele Unite: vaccinurile ARNm de la Pfizer și Moderna au obținut autorizația de utilizare de urgență de la FDA în decembrie 2020 – mai puțin de un an după ce oamenii de știință chinezi au dezvăluit secvența genetică a coronavirusului. Dar știința singură nu își poate lua tot meritul: factorii sociali, financiari și politici au jucat un rol important. Sensul urgenței i-a obligat și pe oamenii de știință de cercetare să colaboreze ca niciodată.

Oamenii de știință chinezi au pus bazele acestei colaborări împărtășind secvența genomică a coronavirusului în ianuarie 2020, la scurt timp după ce l-au cartografiat – „fără șiruri atașate”, notează Barouch la Harvard Medical. „Dacă nu ar fi făcut asta, ar fi trecut mult timp până când oricare dintre noi ar fi putut începe dezvoltarea vaccinului”. Din acel moment, oamenii de știință din diferite instituții și țări și-au împărtășit în mod obișnuit descoperirile anchetei reciproc și cu publicul – chiar înainte de a publica aceste constatări – prin apeluri de conferință, schimburi de e-mail și postări pe web. Informațiile includeau date de proprietate despre eficacitatea muncii lor experimentale, chiar și atunci când aceste date nu arătau promițătoar. „Gradul de cooperare a fost fără precedent”, spune Barouch. Crearea și aplicarea rezultată a vaccinurilor COVID-19 utilizând tehnologii de ultimă oră – inclusiv ARNm și un vaccin recent autorizat Johnson & Johnson care utilizează „vectori virali” inofensivi pentru a induce imunitatea – are implicații dincolo de pandemia actuală. „Ambele platforme au fost acum dovedite că pot fi utilizate într-un cadru din lumea reală pentru a combate o amenințare virală”, spune Barouch. „Nu mai sunt întrebări academice. Vom vedea mult mai multe mARN-uri și vaccinuri vectoriale din cauza acestuia. ” Malarie. Tuberculoză. Hepatita B. Fibroza chistică. Acestea sunt doar câteva dintre bolile despre care cercetătorii spun că ar putea fi următorul accent al vaccinurilor și tratamentelor cu ARNm, în afară de cele deja în studii umane (HIV, rabie și gripă). Oamenii de știință continuă să exploreze tratamentele ARNm pentru mai multe tipuri de cancer. După cum au explicat cercetătorii de la Universitatea din Texas MD Anderson Cancer Center, ARNm instruiește celulele unui pacient să producă fragmente de proteine ​​pe baza mutațiilor genetice ale unei tumori, determinând sistemul imunitar să găsească alte celule cu proteinele mutante și să atace celulele tumorale care rămân.

Vaccinurile ARNm pot fi utilizate pentru a viza aproape orice agent patogen, spune Cooke. „Ați introdus codul pentru o anumită proteină care stimulează un răspuns imun. … În esență este nelimitat. ” Krammer sugerează că vaccinurile ARNm pot avansa chiar mai repede decât au făcut-o pentru COVID-19 – poate în trei până la patru luni. Acest lucru pare ambițios pentru unii, dar Barouch este de acord că termenele de cercetare și dezvoltare se vor micșora pentru majoritatea vaccinurilor. „Nu cred că cineva va prezenta din nou un plan de dezvoltare a vaccinului pe o perioadă de 10 ani în sala de consiliu a companiei din nou”, spune Barouch. În același timp, cercetătorii solicită prudență în privința așteptărilor. În primul rând, rămân provocări științifice, deoarece fiecare virus prezintă propriile sale enigme. De exemplu, laboratoarele nu au produs un vaccin comercializat pentru HIV, prin ARNm sau alte tehnologii, în ciuda eforturilor de peste 30 de ani. În plus, deși efectele secundare confirmate ale vaccinurilor cu ARNm utilizate împotriva COVID-19 au fost ușoare în de cele mai multe ori, dar rămân multe de învățat. Pentru a obține o acceptare mai largă a publicului va fi necesară o comunicare eficientă despre acele efecte secundare – și despre dezinformare, cum ar fi faptul că mARN poate schimba structura genetică a cuiva. Centrele pentru controlul și prevenirea bolilor explică faptul că ARNm din vaccinuri nu intră în nucleul celular și nu interacționează cu ADN-ul unei persoane. Alte provocări se află în afara științei. Puține boli pot stimula tipul de răspuns global pe care l-a obținut COVID-19: finanțarea, angajamentul resurselor științifice de vârf, colaborarea și voința publicului. Sursa: aamc.org