Self-amplifying mRNAs (saRNAs): Ang Susunod na Generation RNA Platform para sa mga Bakuna 

Hindi tulad ng maginoo na mRNA bakuna na nag-e-encode lamang para sa mga target na antigens, ang self-amplifying mRNAs (saRNAs) ay nag-e-encode para sa mga non-structural na protina at promotor din na gumagawa mga saRNA mga replika na may kakayahang mag-transcribe sa vivo sa mga host cell. Ang mga maagang resulta ay nagpapahiwatig na ang kanilang pagiging epektibo, kapag ibinigay sa mas maliliit na dosis, ay kapareho ng sa mga regular na dosis ng karaniwang mRNA. Dahil sa mababang mga kinakailangan sa dosis, mas kaunting mga side effect at mas mahabang tagal ng pagkilos, lumilitaw ang saRNA bilang mas mahusay na RNA platform para sa mga bakuna (kabilang ang para sa v.2.0 ng mga bakuna sa mRNA COVID) at mas bagong mga therapeutics. Wala pang saRNA-based na bakuna o gamot ang naaprubahan para sa paggamit ng tao. Gayunpaman, ang makabuluhang pag-unlad sa lugar na ito ay may potensyal na mag-udyok sa isang renaissance sa pag-iwas at paggamot ng mga impeksyon at degenerative disorder.  

Hindi na kailangang sabihin, ang sangkatauhan ay mahina bago ang mga pandemya tulad ng COVID. Naranasan nating lahat ito at naapektuhan nito sa isang paraan o iba pa; milyon-milyong hindi mabubuhay upang makita ang susunod na umaga. Dahil mayroon ding malawakang programa ng pagbabakuna sa COVID-19 ang China, nakakabahala ang pinakabagong mga ulat ng media tungkol sa mga pagsirit ng mga kaso at pagkamatay sa loob at paligid ng Beijing. Ang pangangailangan ng paghahanda at walang humpay na pagtugis ng mas epektibo bakuna at therapeutics ay hindi maaaring underemphasize.  

Ang pambihirang sitwasyon na ipinakita ng pandemya ng COVID-19 ay nagbigay ng pagkakataon para sa pangako RNA teknolohiya upang lumabas sa edad. Ang mga klinikal na pagsubok ay maaaring kumpletuhin sa isang record na bilis at mRNA batay sa COVID Mga bakuna, BNT162b2 (ginawa ng Pfizer/BioNTech) at mRNA-1273 (ni Moderna) ay tumanggap ng EUA mula sa mga regulator at, sa takdang panahon, ay gumanap ng mahalagang papel sa pagbibigay ng proteksyon laban sa pandemya sa mga tao lalo na sa Europe at North America¹. Ang mga mRNA na ito bakuna ay batay sa mga sintetikong RNA platform. Nagbibigay-daan ito para sa mabilis, nasusukat at walang cell na pang-industriyang produksyon. Ngunit ang mga ito ay walang mga limitasyon tulad ng mataas na gastos, malamig na supply chain, lumiliit na titres ng antibody, upang pangalanan ang ilan.  

mRNA bakuna kasalukuyang ginagamit (minsan ay tinutukoy bilang conventional o 1st generation mRNA bakuna) ay batay sa pag-encode ng viral antigen sa sintetikong RNA. Ang isang non-viral delivery system ay nagdadala ng transcript sa host cell cytoplasm kung saan ipinahayag ang viral antigen. Ang ipinahayag na antigen pagkatapos ay nagpapahiwatig ng immune response at nagbibigay ng aktibong kaligtasan sa sakit. Dahil madaling bumababa ang RNA at ang mRNA na ito sa bakuna ay hindi makapag-self-transcribe, isang malaking halaga ng mga synthetic na viral RNA transcript (mRNA) ang kailangang ibigay sa bakuna para makuha ang ninanais na immune response. Ngunit paano kung ang synthetic RNA transcript ay isinama din sa mga non-structural na protina at promotor genes, bilang karagdagan sa nais na viral antigen? Ang nasabing isang RNA Ang transcript ay magkakaroon ng kakayahang i-transcribe o palakasin ang sarili nito kapag dinala sa host cell bagaman ito ay magiging mas mahaba at mas mabigat at ang transportasyon nito sa mga host cell ay maaaring mas kumplikado.  

Hindi tulad ng conventional (o, non-amplifying) mRNA na may mga code lamang para sa target na viral antigen, ang self-amplifying mRNA (saRNA), ay may kakayahang i-transcribe ang sarili nito kapag nasa vivo sa mga host cell sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga kinakailangang code para sa mga non-structural na protina at isang promotor. Ang mga kandidato ng bakuna sa mRNA batay sa mga mRNA na nagpapalakas sa sarili ay tinutukoy bilang pangalawa o susunod na henerasyon mRNA bakuna. Nag-aalok ang mga ito ng mas mahusay na mga pagkakataon sa mga tuntunin ng mas mababang mga kinakailangan sa dosis, medyo mas kaunting mga side effect, at mas mahabang tagal ng pagkilos/epekto ^(2-5). Ang parehong mga bersyon ng RNA platform ay kilala sa siyentipikong komunidad sa loob ng ilang panahon. Sa pagtugon sa pandemya, pinili ng mga mananaliksik ang non-replicating na bersyon ng mRNA platform para sa pagpapaunlad ng bakuna dahil sa pagiging simple at pangangailangan nito sa sitwasyong pandemya at upang magkaroon muna ng karanasan sa hindi nagpapalakas na bersyon kung kinakailangan ang prudence. Ngayon, mayroon kaming dalawang aprubadong mRNA bakuna laban sa COVID-19, at ilang mga kandidato sa bakuna at therapeutics sa pipeline tulad ng Bakuna sa HIV at paggamot ng Charcot-Marie-Tooth disease.  

saRNA Vaccine candidates laban sa COVID-19  

Ang interes sa saRNA vaccine ay hindi masyadong bago. Sa loob ng ilang buwan ng pagsisimula ng pandemya, sa kalagitnaan ng 2020, si McKay et al. ay nagpakita ng kandidato sa bakuna na batay sa saRNA na nagpakita ng mataas na titer ng antibody sa mouse sera at mahusay na neutralisasyon ng virus⁶. Ang phase-1 na klinikal na pagsubok ng VLPCOV–01 (isang nagpapalakas sa sarili RNA kandidato sa bakuna) sa 92 malulusog na matatanda na ang mga resulta ay nai-publish sa preprint noong nakaraang buwan ay nagpasiya na ang mababang dosis ng pangangasiwa nito saRNA batay sa bakuna na kandidato ay nag-udyok ng immune response na maihahambing sa kumbensyonal na bakuna sa mRNA na BNT162b2 at inirerekomenda ang karagdagang pag-unlad nito bilang booster vaccine⁷. Sa isa pang kamakailang nai-publish na pag-aaral na isinagawa bilang bahagi ng klinikal na pagsubok ng COVAC1 upang bumuo ng diskarte sa pangangasiwa ng booster dose, natagpuan ang isang superior immune response sa mga taong nagkaroon ng nakaraang COVID-19 at nakatanggap ng isang nobelang nagpapalakas sa sarili. RNA (saRNA) COVID-19 na bakuna kasama ang isang awtorisadong bakuna sa UK⁸. Isang pre-clinical trial ng nobelang oral vaccine na kandidato batay sa self-amplifying RNA sa modelo ng mouse ay nakakuha ng mataas na titre ng antibody⁹.  

saRNA Vaccine candidate laban sa Influenza  

Trangkaso bakuna kasalukuyang ginagamit ay batay sa mga inactivated na virus o synthetic recombinant (synthetic HA gene na sinamahan ng baculovirus)¹⁰. Isang self-amplifying mRNAAng kandidato sa bakuna na nakabase sa bakuna ay maaaring magdulot ng immunity laban sa maraming viral antigens. Pre-clinical trial ng sa-mRNA bicistronic A/H5N1 vaccine candidate laban sa trangkaso sa mga daga at ferrets ay nagdulot ng makapangyarihang antibody at T-cell na tugon na ginagarantiyahan ang pagsusuri sa mga tao sa mga klinikal na pagsubok¹¹.  

Ang mga bakuna laban sa COVID-19 ay nakatanggap ng nakatutok na atensyon para sa mga malinaw na dahilan. Ang ilang mga pre-clinical na gawa tungo sa paggamit ng mga platform ng RNA ay ginawa para sa iba pang mga impeksyon at hindi nakakahawa na mga karamdaman tulad ng mga kanser, Alzheimer's disease at mga minanang karamdaman; gayunpaman, wala pang saRNA-based na bakuna o gamot ang naaprubahan para sa paggamit ng tao. Kailangang magsagawa ng higit pang pananaliksik sa paggamit ng mga bakunang nakabatay sa saRNA upang komprehensibong maunawaan ang kanilang kaligtasan at bisa para sa paggamit sa mga paksa ng tao.

***

Sanggunian:  

1. Prasad U., 2020. Bakuna sa COVID-19 mRNA: Isang Milestone sa Agham at Isang Game Changer sa Medisina. Siyentipikong European. Na-publish noong Disyembre 29, 2020. Available online sa http://scientificeuropean.co.uk/medicine/covid-19-mrna-vaccine-a-milestone-in-science-and-a-game-changer-in-medicine/  

2. Bloom, K., van den Berg, F. & Arbuthnot, P. Self-amplifying RNA vaccines para sa mga nakakahawang sakit. Gene Ther 28, 117-129 (2021). https://doi.org/10.1038/s41434-020-00204-y 

3. Pourseif MM et al 2022. Mga bakunang mRNA na nagpapalakas sa sarili: Mode ng pagkilos, disenyo, pag-unlad at pag-optimize. Pagtuklas ng Droga Ngayon. Volume 27, Isyu 11, Nobyembre 2022, 103341. DOI: https://doi.org/10.1016/j.drudis.2022.103341  

4. Blakney AK et al 2021. Isang Update sa Self-Amplifying mRNA Vaccine Development. Mga Bakuna 2021, 9(2), 97; https://doi.org/10.3390/vaccines9020097  

5. Anna Blakney; Ang susunod na henerasyon ng mga bakuna sa RNA: self-amplifying RNA. Biochem (Lond) 13 Agosto 2021; 43 (4): 14–17. doi: https://doi.org/10.1042/bio_2021_142 

6. McKay, PF, Hu, K., Blakney, AK et al. Ang self-amplifying RNA SARS-CoV-2 lipid nanoparticle vaccine candidate ay naghihikayat ng mataas na neutralizing antibody titers sa mga daga. Nat Commun 11, 3523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-17409-9 

7. Akahata W., et al 2022. Kaligtasan at immunogenicity ng SARS-CoV-2 self-amplifying RNA vaccine na nagpapahayag ng naka-angkla na RBD: isang randomized, observer-blind, phase 1 na pag-aaral. Preprint medRxiv 2022.11.21.22281000; Na-post noong Nobyembre 22, 2022. doi: https://doi.org/10.1101/2022.11.21.22281000  

8. Elliott T, et al. (2022) Pinahusay na mga tugon sa immune kasunod ng heterologous na pagbabakuna gamit ang self-amplifying RNA at mRNA na mga bakunang COVID-19. PLoS Pathog 18(10): e1010885. Na-publish: Oktubre 4, 2022. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1010885 

9. Keikha, R., Hashemi-Shahri, SM & Jebali, A. Ang pagsusuri ng mga bagong oral na bakuna batay sa self-amplifying RNA lipid nanparticle (saRNA LNPs), saRNA transfected Lactobacillus plantarum LNPs, at saRNA transfected Lactobacillus plantarum para neutralisahin ang SARS-CoV -2 variant alpha at delta. Sci Rep 11, 21308 (2021). Na-publish: 29 Oktubre 2021. https://doi.org/10.1038/s41598-021-00830-5 

10. CDC 2022. Paano Ginagawa ang mga Bakuna sa Trangkaso (Flu). Available online sa https://www.cdc.gov/flu/prevent/how-fluvaccine-made.htm na-access sa 18 December 2022. 

11. Chang C., et al 2022. Ang self-amplifying mRNA bicistronic influenza vaccines ay nagpapataas ng cross-reactive na immune response sa mga daga at pinipigilan ang impeksyon sa mga ferrets. Mga Paraan ng Molecular Therapy at Clinical Development. Tomo 27, 8 Disyembre 2022, Pahina 195-205. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2022.09.013  

***