Un vaccin care ar putea să rezolve grave probleme de sănătate ar putea să fie pus la punct în viitorul apropiat, fiind marele vis al cercetătorilor, dar și al pacienților.

Cele mai de succes două vaccinuri coronavirus dezvoltate în SUA - vaccinurile Pfizer și Moderna - sunt ambele vaccinuri cu ARNm. Ideea de a folosi material genetic pentru a produce un răspuns imunitar a deschis o lume a cercetării și a potențialelor utilizări medicale mult peste posibilitățile vaccinurilor tradiționale. Deborah Fuller este microbiolog la Universitatea din Washington și studiază vaccinurile genetice de peste 20 de ani.

De cât timp sunt în curs de dezvoltare vaccinurile bazate pe gene?

Acest tip de vaccin este în lucru de aproximativ 30 de ani. Vaccinurile pe bază de acizi nucleici se bazează pe ideea că ADN-ul produce ARN și apoi ARN-ul produce proteine. Pentru orice proteină dată, odată ce cunoaștem secvența genetică sau codul genetic, putem concepe o moleculă de ARNm sau ADN care să determine celulele unei persoane să înceapă să o producă.

Când ne-am gândit pentru prima dată la această idee de a introduce un cod genetic în celulele cuiva, studiam atât ADN, cât și ARN. La început, vaccinurile cu ARNm nu au funcționat foarte bine. Erau instabile și provocau răspunsuri imune destul de puternice, care nu erau neapărat de dorit. Pentru o perioadă foarte lungă de timp, vaccinurile cu ADN au trecut pe primul loc, iar primele teste clinice au fost cu un vaccin cu ADN.

Dar, în urmă cu aproximativ șapte sau opt ani, vaccinurile cu ARNm au început să preia conducerea. Cercetătorii au rezolvat o mulțime de probleme - în special instabilitatea - și au descoperit noi tehnologii de introducere a ARNm în celule și modalități de modificare a secvenței de codificare pentru a face vaccinurile mult mai sigure pentru a fi utilizate la om.

Odată ce aceste probleme au fost rezolvate, tehnologia a fost într-adevăr pregătită să devină un instrument revoluționar pentru medicină. Acesta a fost momentul în care a apărut COVID-19, conform theconversation.com.

Ce diferențiază vaccinurile cu acid nucleic de vaccinurile tradiționale?

Majoritatea vaccinurilor induc răspunsuri de anticorpi. Anticorpii sunt principalul mecanism imunitar care blochează infecțiile. Pe măsură ce am început să studiem vaccinurile cu acid nucleic, am descoperit că, deoarece aceste vaccinuri sunt exprimate în celulele noastre, ele sunt, de asemenea, foarte eficiente în ceea ce privește inducerea unui răspuns al celulelor T.

Această descoperire a determinat o reflecție suplimentară asupra modului în care cercetătorii ar putea utiliza vaccinurile cu acizi nucleici nu doar pentru bolile infecțioase, ci și pentru imunoterapie în vederea tratării cancerelor și a bolilor infecțioase cronice - cum ar fi HIV, hepatita B și herpesul -, precum și a tulburărilor autoimune și chiar pentru terapia genică.

Cum poate un vaccin să trateze cancerele sau bolile infecțioase cronice?

îRăspunsurile celulelor T sunt foarte importante pentru identificarea celulelor infectate cu boli cronice și a celulelor canceroase aberante. De asemenea, ele joacă un rol important în eliminarea acestor celule din organism.

Atunci când o celulă devine canceroasă, începe să producă neoantigeni. În cazurile normale, sistemul imunitar detectează acești neoantigeni, recunoaște că ceva este în neregulă cu celula și o elimină. Motivul pentru care unii oameni fac tumori este că sistemul lor imunitar nu este destul de capabil să elimine celulele tumorale, astfel încât celulele se propagă.

În cazul unui vaccin cu ARNm sau ADN, scopul este de a face organismul dumneavoastră mai capabil să recunoască neoantigenele foarte specifice pe care le-a produs celula canceroasă. Dacă sistemul dumneavoastră imunitar îi poate recunoaște și vedea mai bine pe aceștia, va ataca celulele canceroase și le va elimina din organism.

Pot fi folosite și pentru a antrena celulele

Aceeași strategie poate fi aplicată și în cazul eliminării infecțiilor cronice, cum ar fi HIV, hepatita B și herpesul. Acești viruși infectează corpul uman și rămân în organism pentru totdeauna dacă nu sunt eliminați de sistemul imunitar.

Similar modului în care vaccinurile cu acizi nucleici pot antrena sistemul imunitar să elimine celulele canceroase, acestea pot fi folosite pentru a antrena celulele noastre imunitare să recunoască și să elimine celulele infectate cronic.

Care este situația acestor vaccinuri?

Unele dintre primele teste clinice ale vaccinurilor cu acizi nucleici au avut loc în anii 1990 și au fost efectuate pentru cancer, în special pentru melanom.

În prezent, sunt în curs de desfășurare o serie de studii clinice cu ARNm pentru tratamentul melanomului, cancerului de prostată, cancerului ovarian, cancerului de sân, leucemiei, glioblastomului și altele, iar rezultatele au fost promițătoare. Moderna a anunțat recent rezultate promițătoare în cadrul studiului său de fază 1 care utilizează ARNm pentru tratarea tumorilor solide și a limfomului

Există, de asemenea, o mulțime de studii în curs de desfășurare care analizează vaccinurile ADN împotriva cancerului, deoarece vaccinurile ADN sunt deosebit de eficiente în ceea ce privește inducerea răspunsurilor celulelor T. O companie numită Inovio a demonstrat recent un impact semnificativ asupra cancerului de col uterin cauzat de virusul papiloma uman la femei, folosind un vaccin ADN.

Vaccinurile cu acizi nucleici pot trata tulburările autoimune?

Tulburările autoimune apar atunci când celulele imunitare ale unei persoane atacă de fapt o parte a propriului organism. Un exemplu în acest sens este scleroza multiplă. Dacă suferiți de scleroză multiplă, propriile dumneavoastră celule imunitare atacă mielina, o proteină care înveleste celulele nervoase din mușchi.

Modalitatea de a elimina o tulburare autoimună este de a modula celulele imunitare pentru a le împiedica să vă atace propriile proteine. Spre deosebire de vaccinuri, al căror scop este de a stimula sistemul imunitar să recunoască mai bine ceva, tratamentul pentru bolile autoimune urmărește să atenueze sistemul imunitar, astfel încât acesta să nu mai atace ceva ce nu ar trebui să atace. Recent, cercetătorii au creat un vaccin ARNm care codifică o proteină a mielinei cu instrucțiuni genetice ușor modificate pentru a o împiedica să stimuleze răspunsurile imune.

În loc să activeze celulele T normale care cresc răspunsurile imune, vaccinul a determinat organismul să producă celule T de reglementare care au suprimat în mod specific doar celulele T care atacau mielina.

Mai există și alte aplicații ale noii tehnologii de vaccinare?

Ultima aplicație este, de fapt, unul dintre primele lucruri la care cercetătorii s-au gândit să folosească vaccinurile cu ADN și ARNm: terapia genică. Unii oameni se nasc fără anumite gene. Scopul terapiei genice este de a furniza celulelor instrucțiunile lipsă de care au nevoie pentru a produce o proteină importantă.

Un mare exemplu în acest sens este fibroza chistică, o boală genetică cauzată de mutații la o singură genă. Folosind ADN sau un vaccin cu ARNm, cercetătorii investighează fezabilitatea de a înlocui în mod esențial gena lipsă și de a permite organismului cuiva să producă tranzitoriu proteina lipsă.

Odată ce proteina este prezentă, simptomele ar putea dispărea, cel puțin temporar. ARNm nu ar persista foarte mult timp în corpul uman și nici nu s-ar integra în genomul oamenilor sau nu ar modifica genomul în vreun fel. Așadar, ar fi necesare doze suplimentare pe măsură ce efectul dispare.

Cercetările au arătat că acest concept este fezabil, dar mai are nevoie de ceva muncă.