COVID-19: co víme o mRNA vakcínách?

U mRNA vakcín byla na začátku klinických studií zjištěna nestabilita volné RNA v organismu, neočekávané zánětlivé projevy a nízká imunitní odpověď. Technologické pokroky v oblasti biologie a chemie posledních let však vedly ke zlepšení stability, bezpečnosti a účinnosti vakcín připravených touto technologií [1].

V onkologii je vakcinace mRNA v rámci preklinických a klinických studií používána ke kódování nádorových antigenů stimulujících imunitní odpověď zaměřenou na odstranění nebo zmenšení maligních nádorů.

Na jakém principu mRNA vakcíny fungují?

mRNA se dá jednoduše popsat jako nosič informace s pokynem pro diferencované buňky svalové, kožní a specializované imunitní buňky (dendritické), aby vyrobily kousek tzv. spike proteinu (neboli S proteinu), který je jedinečný pro SARS-CoV-2 [2]. Protože se vyrobí jen část S proteinu, nemůže očkované osobě uškodit, ale i tato malá část S proteinu je schopna vyvolat u očkovaného nejen tvorbu protilátek proti COVID-19, ale indukovat komplexní imunitní odpověď, a tím očkovaného chránit před onemocněním COVID-19.

mRNA vakcíny neobsahují živý virus a není tedy žádné riziko, že by u očkované osoby vyvolaly onemocnění, proti kterému se očkuje.

mRNA obsažená ve vakcíně nikdy nemůže vstoupit do buněčného jádra a poškodit nebo reagovat s DNA očkované osoby, tedy nemůže měnit nebo upravovat DNA očkovaného.

Výhody mRNA vakcín

Výhody mRNA vakcín lze shrnout následovně:

• při srovnání s tradičními vakcínami neobsahuje mRNA vakcína žádnou infekční částici;
• vakcínu lze vyrobit v kratší době než tradiční vakcíny;
• mRNA technologii lze použít pro výrobu vakcín proti mnoha nemocem;
• mRNA vakcíny lze vyvíjet v laboratoři za použití vzorku DNA a snadno dostupných materiálů;
• v budoucnosti může vést technologie mRNA k vývoji jedné vakcíny proti více nemocem.

Proč mRNA vakcíny nemohou změnit váš genetický materiál?

Naše deoxyribonukleová kyselina (DNA) je vzácný zdroj. Každá z našich buněk nese kompletní instrukční sadu pro proteiny, které udržují naše tělo v chodu, a změna tohoto kódu (DNA) může někdy vést k onemocnění.

Proto je tento kód dobře chráněn uvnitř buněčného jádra ohraničeného jadernou membránou, mRNA do jádra neumí vstoupit.

Naše DNA nikdy neopustí jádro, ochrannou bublinu pokrytou membránou, která se nachází v našich buňkách. Aby se podle DNA kódu – v rámci tzv. proteosyntézy – vytvořily proteiny, enzym zvaný DNA-dependentní RNA-polymeráza rozbalí části naší dvouvláknové DNA a vytvoří kopii jednovláknové RNA, která je transportována přes jadernou membránu do buněčné cytoplazmy. Na počátek této molekuly je buněčnými enzymy nasazena tzv. čepička, a současně je k ní přidán úsek obsahující vícekrát se opakující nukleotid A, tzv. poly A sekvence. Tyto úpravy vytvoří z RNA specializovanou mediátorovou RNA neboli messenger RNA, ve zkratce mRNA (anglicky messenger = posel) a umožní její rozpoznání ribozomy.

mRNA je jako lístek s poznámkou, který používáte k opsání receptu z kuchařské knihy kamarádky; její kuchařka patří do jejího domu, ale můžete si zkopírovat její pokyny a připravit si večeři.

Tato mRNA se chová jako dobrý posel, který se dostává z jádra do zbytku buňky, kde se na ni jako korálky na nit naváží ribozomy. Ty spolu s tzv. hrubým endoplazmatickým retikulem jsou v buňkách továrnami na bílkoviny. Ribozomy si přečtou recept nesený mRNA a pomocí nástrojů buňky, celé řady dalších enzymů a specializovaných jiných jednovláknových tRNA (transportních) sestaví řetězce aminokyselin, které se nakonec stanou proteinem. Každá transferová RNA neboli tRNA (anglicky transfer = přenos) umí navázat a dopravit do prodlužujícího se řetězce proteinu pouze jeden druh aminokyseliny. Postupně tak vzniká řetězec aminokyselin, kterému, je-li dostatečně dlouhý, říkáme polypeptid.

Obrázek 3: Fakta o mRNA vakcíně proti COVID-19 – infografika. Zdroj: Státní zdravotní ústav

Související odkazy

1. Harvard Medical School, 10. 12. 2020: Why are mRNA vaccines so exciting? (odkaz vede na web health.harvard.edu)
2. Yuan Huang, Chan Yang, Xin-Feng Xu, Wei Xu, Shu-Wen Liu. Structural and functional properties of SARS-CoV-2 spike protein: potential antivirus drug development for COVID-19. Acta Pharmacologica Sinica 2020; 41(9): 1141–1149.
3. Jak fungují nové mRNA vakcíny a jak to jednoduše vysvětlit? Molekulárně biologické minimum pro praxi (odkaz vede na web prolekare.cz)
4. Fakta o mRNA vakcíně proti COVID-19 – infografika (PDF soubor, 264 kB)