Ang mga viral protein ay ibinibigay bilang antigen sa anyo ng isang bakuna at ang immune system ng katawan ay bumubuo ng mga antibodies laban sa ibinigay na antigen kaya nagbibigay ng proteksyon laban sa anumang impeksyon sa hinaharap. Kapansin-pansin, ito ang unang pagkakataon sa kasaysayan ng tao na ang kaukulang mRNA mismo ay ibinibigay sa anyo ng isang bakuna na gumagamit ng makinarya ng cell para sa pagpapahayag/pagsasalin ng antigen/protina. Mabisa nitong ginagawang pabrika ang mga selula ng katawan para sa paggawa ng antigen, na nagbibigay naman ng aktibo kaligtasan sa sakit sa pamamagitan ng pagbuo ng mga antibodies. Ang mga bakunang mRNA na ito ay natagpuang ligtas at epektibo sa mga klinikal na pagsubok ng tao. At, ngayon, ang COVID-19 mRNA Ang bakunang BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) ay ibinibigay sa mga tao ayon sa protocol. Bilang unang naaprubahang mRNA na bakuna, ito ay isang milestone sa agham na nag-udyok sa bagong panahon sa gamot at paghahatid ng droga. Malapit na nitong makita ang aplikasyon ng mRNA teknolohiya para sa paggamot sa kanser, hanay ng mga bakuna para sa iba pang mga sakit, at sa gayon ay posibleng baguhin ang pagsasanay ng medisina at hubugin ang industriya ng parmasyutiko sa hinaharap.
Kung ang isang protina ay kailangan sa loob ng isang cell para sa paggamot sa isang sakit na kondisyon o upang kumilos bilang isang antigen para sa pagbuo ng aktibong kaligtasan sa sakit, ang protina na iyon ay kailangang maihatid sa cell nang ligtas sa buo na anyo. Isa pa rin itong mahirap na gawain. Maaari bang direktang ipahayag ang protina sa cell sa pamamagitan ng pag-iniksyon ng kaukulang nucleic acid (DNA o RNA), na pagkatapos ay gumagamit ng cellular machinery para sa pagpapahayag?
Isang grupo ng mga mananaliksik ang nag-isip ng ideya ng nucleic acid na naka-encode na gamot at ipinakita sa unang pagkakataon noong 1990 na direktang iniksyon ng mRNA sa kalamnan ng mouse ay humantong sa pagpapahayag ng naka-encode na protina sa mga selula ng kalamnan(1). Binuksan nito ang posibilidad ng mga therapeutic na nakabatay sa gene, pati na rin ang mga bakunang nakabatay sa gene. Itinuring ang pag-unlad na ito bilang isang nakakagambalang teknolohiya kung saan susukatin ang mga teknolohiya ng bakuna sa hinaharap (2).
Ang proseso ng pag-iisip ay mabilis na lumipat mula sa 'gene-based' patungo sa 'mRNA-based' paglilipat ng impormasyon dahil nag-aalok ang mRNA ng ilang mga pakinabang kumpara sa DNA dahil ang mRNA ay hindi nagsasama sa genome (kaya't walang nakakapinsalang genomic integration) at hindi rin ito ginagaya. Mayroon lamang itong mga elemento na direktang kinakailangan para sa pagpapahayag ng protina. Ang recombination sa pagitan ng single stranded RNA ay bihira. Bukod dito, ito ay nabubulok sa loob ng ilang araw sa loob ng mga selula. Ang mga tampok na ito ay ginagawang mas angkop ang mRNA bilang isang ligtas at lumilipas na impormasyon na nagdadala ng molekula upang kumilos bilang vector para sa pagbuo ng bakunang batay sa gene (3). Sa mga pagsulong sa teknolohiya partikular na nauugnay sa synthesis ng mga engineered mRNA na may tamang mga code na maaaring maihatid sa mga cell para sa pagpapahayag ng protina, ang saklaw ay higit na lumawak mula sa bakuna sa mga therapeutic na gamot. Ang paggamit ng mRNA ay nagsimulang makakuha ng atensyon bilang isang klase ng gamot na may potensyal na aplikasyon sa mga lugar ng cancer immunotherapies, mga nakakahawang sakit na bakuna, mRNA-based na induction ng pluripotent stem cell, mRNA-assisted delivery ng mga designer nucleases para sa genome engineering atbp. (4).
Nangangailangan mga bakunang nakabatay sa mRNA at ang mga therapeutics ay nakakuha ng karagdagang fillip sa pamamagitan ng mga resulta mula sa mga pre-clinical na pagsubok. Ang mga bakunang ito ay natagpuan na nakakakuha ng malakas na immune response laban sa mga target na nakakahawang sakit sa mga modelo ng hayop ng influenza virus, Zika virus, rabies virus at iba pa. Ang mga magagandang resulta ay nakita rin sa pamamagitan ng paggamit ng mRNA sa mga klinikal na pagsubok sa kanser (5). Napagtatanto ang komersyal na potensyal ng teknolohiya, gumawa ang mga industriya ng malalaking pamumuhunan sa R&D sa mga bakuna at gamot na nakabatay sa mRNA. Halimbawa, hanggang 2018, ang Moderna Inc. ay maaaring namuhunan na ng higit sa isang bilyong dolyar habang ilang taon pa ang layo mula sa anumang ibinebentang produkto (6). Sa kabila ng pinagsama-samang pagsisikap tungo sa paggamit ng mRNA bilang isang therapeutic modality sa mga nakakahawang sakit na bakuna, cancer immunotherapies, paggamot ng mga genetic na sakit at mga therapy sa pagpapalit ng protina, ang paggamit ng teknolohiya ng mRNA ay pinaghigpitan dahil sa kawalang-tatag at pagiging madaling masira ng mga nucleases. Ang pagbabago ng kemikal ng mRNA ay nakatulong ng kaunti ngunit ang paghahatid ng intracellular ay nanatiling isang hadlang kahit na ang mga nanoparticle na nakabatay sa lipid ay ginagamit upang maghatid ng mRNA (7).
Ang tunay na thrust sa pag-unlad ng teknolohiya ng mRNA para sa mga therapeutics ay dumating, sa kagandahang-loob ng kapus-palad na sitwasyon na ipinakita ng buong mundo Covid-19 pandemya. Ang pagbuo ng ligtas at epektibong bakuna laban sa SARS-CoV-2 ang naging pinakamataas na priyoridad para sa lahat. Nagsagawa ng malawakang multicentric na klinikal na pagsubok upang matiyak ang kaligtasan at pagiging epektibo ng bakuna sa COVID-19 mRNA na BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Nagsimula ang pagsubok noong Enero 10, 2020. Pagkatapos ng humigit-kumulang labing isang buwan ng mahigpit na trabaho, pinatunayan ng data mula sa klinikal na pag-aaral na ang COVID-19 ay maiiwasan sa pamamagitan ng pagbabakuna gamit ang BNT162b2. Nagbigay ito ng patunay ng konsepto na ang bakunang nakabatay sa mRNA ay maaaring magbigay ng proteksyon laban sa mga impeksyon. Ang hindi pa nagagawang hamon na dulot ng pandemya ay nakatulong na patunayan na ang isang bakunang nakabatay sa mRNA ay maaaring makabuo ng mabilis, kung may sapat na mapagkukunan. (8). Ang bakunang mRNA ng Moderna ay nakatanggap din ng awtorisasyon sa paggamit ng emergency ng FDA noong nakaraang buwan.
Parehong COVID-19 mga bakuna sa mRNA ibig sabihin, BNT162b2 ng Pfizer/BioNTech at Moderna's Ang mRNA-1273 ay ginagamit na ngayon upang mabakunahan ang mga tao ayon sa pambansang mga protocol para sa pangangasiwa ng bakuna (9).
Ang tagumpay ng dalawa Covid-19 Ang mga bakuna ng mRNA (BNT162b2 ng Pfizer/BioNTech at mRNA-1273 ng Moderna) sa mga klinikal na pagsubok at ang kanilang kasunod na pag-apruba para sa paggamit ay isang milestone sa agham at medisina. Ito ay nagpatunay na hanggang ngayon ay hindi pa napatunayan, mataas ang potensyal na medikal na teknolohiya na ang siyentipikong komunidad at industriya ng parmasyutiko ay hinahabol sa halos tatlong dekada. (10).
Ang bagong sigasig kasunod ng tagumpay na ito ay tiyak na makakalap ng mga enerhiya pagkatapos ng pandemya at ang mRNA therapeutics ay higit pang magpapatunay na isang nakakagambalang teknolohiya na naghahatid sa isang bagong panahon sa medisina at ang agham ng paghahatid ng gamot.
***
Mga sanggunian
- Wolff, JA et al., 1990. Direktang paglipat ng gene sa kalamnan ng mouse sa vivo. Science 247, 1465–1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918
- Kaslow DC. Isang potensyal na nakakagambalang teknolohiya sa pagbuo ng bakuna: mga bakunang nakabatay sa gene at ang kanilang aplikasyon sa mga nakakahawang sakit. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 – 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007
- Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Pagbuo ng mga teknolohiya ng bakuna sa mRNA. RNA Biology. 2012 Nob 1; 9(11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269
- Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, Ö. Mga panterapeutika na nakabatay sa mRNA — pagbuo ng bagong klase ng mga gamot. Pagsusuri ng Kalikasan Pagtuklas ng Gamot 13, 759–780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278
- Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. mRNA vaccines — isang bagong panahon sa vaccinology. Pagsusuri ng Kalikasan Pagtuklas ng Gamot 17, 261–279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243
- Cross R., 2018. Maabala ba ng mRNA ang industriya ng droga? Na-publish noong Setyembre 3, 2018. Chemical & Engineering News Volume 96, Isyu 35 Available online sa https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Na-access noong 27 Disyembre 2020.
- Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. Mga Pagkakataon at Hamon sa Paghahatid ng mga Bakuna na Nakabatay sa mRNA. Na-publish: 28 Enero 2020. Pharmaceutics 2020, 12(2), 102; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102
- Polack F., Thomas S., et al., 2020. Kaligtasan at Bisa ng BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine. Ang New England Journal of Medicine. Na-publish noong Disyembre 10, 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577
- Public Health England, 2020. Guidance – Pambansang protocol para sa COVID-19 mRNA vaccine BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Na-publish noong Disyembre 18, 2020. Huling na-update noong Disyembre 22, 2020. Available online sa https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Na-access noong 28 Disyembre 2020.
- Servick K., 2020. Ang susunod na hamon ng mRNA: Gumagana ba ito bilang isang gamot? Agham. Na-publish noong Dis 18, 2020: Vol. 370, Isyu 6523, pp. 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Magagamit na online sa https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info
***
