Samopojačavajuće mRNA (saRNA): sljedeća generacija RNA platforme za cjepiva 

Za razliku od konvencionalne mRNA cjepiva koji kodira samo za ciljne antigene, samopojačavajuće mRNA (saRNA) kodiraju i za nestrukturne proteine ​​i promotor, što čini saRNA replikoni sposobni za transkripciju in vivo u stanicama domaćinima. Prvi rezultati pokazuju da je njihova učinkovitost, kada se daju u manjim dozama, jednaka onoj uobičajenih doza konvencionalnih mRNA. Zbog zahtjeva za niskim dozama, manje nuspojava i duljeg trajanja djelovanja, saRNA se čini boljom RNA platformom za cjepiva (uključujući za v.2.0 mRNA COVID cjepiva) i novije lijekove. Niti jedno cjepivo ili lijek na bazi saRNA još nije odobren za ljudsku upotrebu. Međutim, značajan napredak u ovom području ima potencijal dovesti do renesanse u prevenciji i liječenju infekcija i degenerativnih poremećaja.  

Nepotrebno je reći da je čovječanstvo slabo pred pandemijama poput COVID-a. Svi smo to doživjeli i na nas je to utjecalo na ovaj ili onaj način; milijuni nisu mogli doživjeti sljedeće jutro. S obzirom da je i Kina imala opsežni program cijepljenja protiv COVID-19, najnovija medijska izvješća o naletima slučajeva i smrtnosti u Pekingu i okolici su zabrinjavajuća. Potreba za pripravnošću i neumoljivom težnjom za učinkovitijim cjepiva a terapeutika se ne može podcijeniti.  

Izvanredna situacija izazvana pandemijom COVID-19 pružila je priliku onima koji obećavaju RNK tehnologija koja će izaći iz starosti. Klinička ispitivanja mogla bi se završiti rekordnom brzinom i mRNA na temelju COVID-a cjepiva, BNT162b2 (proizvođač Pfizer/BioNTech) i mRNA-1273 (od Moderne) primio je EUA od regulatora i, u dogledno vrijeme, odigrao važnu ulogu u pružanju zaštite od pandemije ljudima, posebno u Europi i Sjevernoj Americi¹. Ove mRNA cjepiva temelje se na sintetskim RNA platformama. To omogućuje brzu, skalabilnu industrijsku proizvodnju bez ćelija. Ali oni nisu bez ograničenja kao što su visoka cijena, lanac hladne opskrbe, smanjenje titra antitijela, da spomenemo samo neke.  

mRNA cjepiva trenutno u upotrebi (ponekad se nazivaju konvencionalni ili 1. generacija). mRNA cjepiva) temelje se na kodiranju virusnog antigena u sintetičkoj RNA. Nevirusni sustav dostave prenosi transkript u citoplazmu stanice domaćina gdje se eksprimira virusni antigen. Eksprimirani antigen zatim inducira imunološki odgovor i osigurava aktivni imunitet. Budući da se RNA lako razgrađuje i ova mRNA u cjepivu se ne može sama transkribirati, značajna količina sintetskih virusnih RNA transkripata (mRNA) mora se primijeniti u cjepivu za izazivanje željenog imunološkog odgovora. Ali što ako je sintetski RNA transkript ugrađen i s nestrukturnim proteinima i promotorskim genima, uz željeni virusni antigen? Takav RNK transkript će imati sposobnost prepisivanja ili samopojačavanja kada se transportira u stanicu domaćina iako će biti dulji i teži i njegov transport do stanice domaćina može biti složeniji.  

Za razliku od konvencionalnih (ili nepojačavajućih) mRNA koji ima kodove samo za ciljani virusni antigen, samopojačavajući mRNA (saRNA), ima sposobnost transkripcije kada je in vivo u stanicama domaćina zahvaljujući prisutnosti potrebnih kodova za nestrukturne proteine ​​i promotor. kandidati za mRNA cjepiva temeljeni na samopojačavajućim mRNA nazivaju se drugom ili sljedećom generacijom mRNA cjepiva. Oni nude bolje mogućnosti u smislu zahtjeva za nižim dozama, relativno manje nuspojava i duljeg trajanja djelovanja/učinaka ^(2-5). Obje verzije RNA platforme poznate su znanstvenoj zajednici već neko vrijeme. U odgovoru na pandemiju, istraživači su se odlučili za nereplicirajuću verziju mRNA platforme za razvoj cjepiva s obzirom na njezinu jednostavnost i zahtjevnost pandemijske situacije te kako bi prvo stekli iskustvo s neamplifikacijskom verzijom, što je razboritost opravdana. Sada imamo dvije odobrene mRNA cjepiva protiv COVID-19 i nekoliko cjepiva i kandidata za terapiju kao što su Cjepivo protiv HIV -a i liječenje od Charcot-Marie-Toothova bolest.  

saRNA kandidati za cjepivo protiv COVID-19  

Zanimanje za saRNA cjepivo nije baš novo. Unutar nekoliko mjeseci od početka pandemije, sredinom 2020., McKay dr.. je predstavio kandidata za cjepivo na bazi saRNA koji je pokazao visoke titre antitijela u mišjem serumu i dobru neutralizaciju virusa⁶. Kliničko ispitivanje faze 1 VLPCOV–01 (samopojačavajući RNK kandidata za cjepivo) na 92 ​​zdrave odrasle osobe čiji su rezultati objavljeni na preprintu prošli mjesec zaključili su da je primjena niske doze ovog saRNA temeljen na kandidatu za cjepivo inducirani imunološki odgovor usporediv s konvencionalnim mRNA cjepivom BNT162b2 i preporučuje njegov daljnji razvoj kao dopunsko cjepivo⁷. U drugoj nedavno objavljenoj studiji provedenoj kao dio kliničkog ispitivanja COVAC1 za razvoj strategije primjene doze docjepljivanja, superioran imunološki odgovor pronađen je kod ljudi koji su prethodno imali COVID-19 i primili su novi samopojačavajući RNK (saRNA) Cjepivo protiv COVID-19 plus cjepivo odobreno u Ujedinjenom Kraljevstvu⁸. Pretkliničko ispitivanje novog kandidata za oralno cjepivo temeljeno na samopojačavanju RNK na modelu miša izazvao je visok titar antitijela⁹.  

saRNA kandidat za cjepivo protiv gripe  

Gripa cjepiva trenutno u uporabi temelje se na inaktiviranim virusima ili sintetskim rekombinantnim (sintetski HA gen u kombinaciji s bakulovirusom)¹⁰. Samopojačavajući mRNAKandidat za cjepivo na temelju cjepiva može potaknuti imunitet protiv višestrukih virusnih antigena. Pretkliničko ispitivanje sa-mRNA bicistronskog A/H5N1 kandidata za cjepivo protiv gripe na miševima i tvorovima izazvalo je snažan odgovor protutijela i T-stanica što opravdava procjenu na ljudima u kliničkim ispitivanjima¹¹.  

Cjepiva protiv COVID-19 privukla su veliku pozornost iz očitih razloga. Određeni predklinički radovi na primjeni RNA platformi obavljeni su za druge infekcije i neinfektivne poremećaje kao što su rak, Alzheimerova bolest i nasljedni poremećaji; međutim, nijedno cjepivo ili lijek na bazi saRNA još nije odobren za ljudsku upotrebu. Potrebno je provesti više istraživanja o korištenju cjepiva temeljenih na saRNA kako bi se sveobuhvatno razumjela njihova sigurnost i učinkovitost za upotrebu na ljudima.

***

Reference:  

1. Prasad U., 2020. MRNA cjepivo protiv COVID-19: prekretnica u znanosti i promjena u medicini. Znanstveni europski. Objavljeno 29. prosinca 2020. Dostupno online na 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. Samopojačavajuća RNA cjepiva za zarazne bolesti. Gene Ther 28, 117–129 (2021.). https://doi.org/10.1038/s41434-020-00204-y 

3. Pourseif MM dr. 2022. Samopojačavajuća mRNA cjepiva: način djelovanja, dizajn, razvoj i optimizacija. Otkriće droge danas. Svezak 27, broj 11, studeni 2022., 103341. DOI: https://doi.org/10.1016/j.drudis.2022.103341  

4. Blakney AK dr. 2021. Ažuriranje razvoja cjepiva za samopojačavajuću mRNA. Cjepiva 2021, 9(2), 97; https://doi.org/10.3390/vaccines9020097  

5. Anna Blakney; Sljedeća generacija RNA cjepiva: samopojačavajuća RNA. Biochem (Lond) 13. kolovoza 2021.; 43 (4): 14–17. doi: https://doi.org/10.1042/bio_2021_142 

6. McKay, PF, Hu, K., Blakney, AK i sur. Kandidat za cjepivo od nanočestica lipida SARS-CoV-2 samopojačavajuće RNK izaziva visoke titre neutralizirajućih antitijela kod miševa. Nat Commun 11, 3523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-17409-9 

7. Akahata W., et al. 2022. Sigurnost i imunogenost SARS-CoV-2 samopojačavajućeg RNA cjepiva koje eksprimira usidreni RBD: randomizirana studija 1. faze, slijepa za promatranje. Pretisak medRxiv 2022.11.21.22281000; Objavljeno 22. studenog 2022. doi: https://doi.org/10.1101/2022.11.21.22281000  

8. Elliott T, et al. (2022.) Poboljšani imunološki odgovori nakon heterolognog cijepljenja sa samopojačavajućim RNA i mRNA cjepivima protiv COVID-19. Patog PLoS 18(10): e1010885. Objavljeno: 4. listopada 2022. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1010885 

9. Keikha, R., Hashemi-Shahri, SM & Jebali, A. Procjena novih oralnih cjepiva koja se temelje na samopojačavajućim RNA lipidnim nančesticama (saRNA LNP), saRNA transficiranim Lactobacillus plantarum LNP-ovima i saRNA transficiranim Lactobacillus plantarum za neutralizaciju SARS-CoV-a -2 varijante alfa i delta. Sci Rep 11, 21308 (2021). Objavljeno: 29. listopada 2021. https://doi.org/10.1038/s41598-021-00830-5 

10. CDC 2022. Kako se izrađuju cjepiva protiv gripe. Dostupno online na https://www.cdc.gov/flu/prevent/how-fluvaccine-made.htm pristupljeno na 18 prosincu 2022. 

11. Chang C., et al 2022. Samopojačavajuća mRNA bicistronska cjepiva protiv gripe podižu unakrsne reaktivne imunološke odgovore kod miševa i sprječavaju infekciju kod tvorova. Metode molekularne terapije i klinički razvoj. Svezak 27, 8. prosinca 2022., stranice 195-205. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2022.09.013  

***