Nukleïensuur-entstowwe gebruik mRNA om selle instruksies te gee oor hoe om 'n verlangde proteïen te produseer. Libre de Droit/iStock via Getty Images
Die twee suksesvolste koronavirus-entstowwe wat in die VSA ontwikkel is – die Pfizer- en Moderna-entstowwe – is albei mRNA-entstowwe. Die idee om genetiese materiaal te gebruik om 'n immuunrespons te produseer, het 'n wêreld van navorsing en potensiële mediese gebruike oopgemaak ver buite bereik van tradisionele entstowwe. Deborah Fuller is 'n mikrobioloog aan die Universiteit van Washington wat al meer as 20 jaar genetiese entstowwe bestudeer. Ons het met haar gepraat oor die toekoms van mRNA-entstowwe vir The Conversation Weekly podcast. Hieronder is uittreksels uit daardie gesprek wat vir lengte en duidelikheid geredigeer is.
Hoe lank is geen-gebaseerde entstowwe in ontwikkeling?
Hierdie tipe entstof is in die werke vir ongeveer 30 jaar. Nukleïensuur-entstowwe is gebaseer op die idee dat DNA RNA maak en dan RNA proteïene maak. Vir enige gegewe proteïen, sodra ons die genetiese volgorde of kode ken, kan ons 'n mRNA- of DNA-molekule ontwerp wat 'n persoon se selle aanspoor om dit te begin maak.
Toe ons eers gedink het aan hierdie idee om 'n genetiese kode in iemand se selle te plaas, het ons beide DNA en RNA bestudeer. Die mRNA-entstowwe het aanvanklik nie baie goed gewerk nie. Hulle onstabiel was en hulle het redelik sterk immuunresponse veroorsaak wat was nie noodwendig wenslik nie. Vir 'n baie lang tyd het DNA-entstowwe die voorste sitplek ingeneem, en die einste eerste kliniese proewe was met 'n DNS-entstof.
Maar sowat sewe of agt jaar gelede het mRNA-entstowwe die voortou begin neem. Navorsers het baie van die probleme opgelos - veral die onstabiliteit – en ontdek nuwe tegnologieë om mRNA te lewer in selle en maniere om die koderingvolgorde te wysig na maak die entstowwe baie veiliger om by mense te gebruik.
Sodra daardie probleme opgelos is, was die tegnologie regtig gereed om 'n revolusionêre hulpmiddel vir medisyne te word. Dit was net toe COVID-19 getref het.
Wat maak nukleïensuur-entstowwe anders as tradisionele entstowwe?
Die meeste entstowwe veroorsaak teenliggaamreaksies. Teenliggaampies is die primêre immuunmeganisme wat infeksies blokkeer. Soos ons begin om nukleïensuur-entstowwe te bestudeer, het ons ontdek dat omdat hierdie entstowwe in ons selle uitgedruk word, hulle ook baie effektief om 'n T-selreaksie te veroorsaak. Hierdie ontdekking het werklik tot bykomende nadenke gelei oor hoe navorsers nukleïensuur-entstowwe nie net vir aansteeklike siektes kan gebruik nie, maar ook vir immunoterapie om kankers en chroniese aansteeklike siektes – soos MIV, hepatitis B en herpes – sowel as outo-immuunafwykings en selfs vir geenterapie te behandel. .
Hoe kan 'n entstof kankers of chroniese aansteeklike siektes behandel?
T-selreaksies is baie belangrik vir die identifisering van selle wat met chroniese siektes en afwykende kankerselle besmet is. Hulle speel ook 'n groot rol in die uitskakeling van hierdie selle uit die liggaam.
Wanneer 'n sel kankeragtig word, word dit begin neoantigene produseer. In normale gevalle bespeur die immuunstelsel hierdie neo-antigene, erken dat iets fout is met die sel en skakel dit uit. Die rede waarom sommige mense gewasse kry, is dat hul immuunstelsel nie heeltemal in staat is om die tumorselle uit te skakel nie, sodat die selle voortplant.
Met 'n mRNA- of DNA-entstof is die doel om jou liggaam beter in staat te stel om die baie spesifieke neo-antigene wat die kankersel geproduseer het, te herken. As jou immuunstelsel dit beter kan herken en sien, sal dit val die kankerselle aan en skakel hulle uit die liggaam uit.
Hierdie selfde strategie kan toegepas word op die uitskakeling van chroniese infeksies soos MIV, hepatitis B en herpes. Hierdie virusse besmet die menslike liggaam en bly vir ewig in die liggaam, tensy die immuunstelsel hulle uitskakel. Soortgelyk aan die manier waarop nukleïensuur-entstowwe die immuunstelsel kan oplei om kankerselle uit te skakel, kan hulle gebruik word om ons immuunselle op te lei om chronies besmette selle te herken en uit te skakel.
Wat is die status van hierdie entstowwe?
Sommige van die heel eerste kliniese proewe van nukleïensuur-entstowwe het in die 1990's plaasgevind en was vir kanker, veral vir melanoom.
Vandag is daar 'n aantal deurlopende mRNA kliniese proewe vir die behandeling van melanoom, prostaatkanker, eierstokkanker, borskanker, leukemie, glioblastoom en ander, en daar was 'n paar belowende uitkomste. Moderna het onlangs belowende resultate aangekondig met sy fase 1-proef wat mRNA gebruik om behandel soliede gewasse en limfoom
Daar is ook baie deurlopende proewe wat na kanker DNS-entstowwe kyk, want DNS-entstowwe is veral effektief om T-selreaksies te veroorsaak. 'n Maatskappy genaamd Inovio het onlangs 'n beduidende impak getoon op servikale kanker wat veroorsaak word deur menslike papillomavirus by vroue gebruik van 'n DNA-entstof.
Kan nukleïensuur-entstowwe outo-immuunafwykings behandel?
Outo-immuunafwykings kom voor wanneer 'n persoon se immuunselle eintlik 'n deel van die persoon se eie liggaam aanval. 'n Voorbeeld hiervan is veelvuldige sklerose. As jy veelvuldige sklerose het, jou eie immuunselle val miëlien aan, 'n proteïen wat die senuweeselle in jou spiere bedek.
Die manier om 'n outo-immuunafwyking uit te skakel, is om jou immuunselle te moduleer om te verhoed dat hulle jou eie proteïene aanval. In teenstelling met entstowwe, wie se doel is om die immuunstelsel te stimuleer om iets beter te herken, poog behandeling vir outo-immuunsiektes om die immuunstelsel te demp sodat dit ophou om iets aan te val wat dit nie moet nie. Onlangs het navorsers 'n mRNA-entstof geskep wat 'n miëlienproteïen kodeer met effens aangepas genetiese instruksies om te verhoed dat dit immuunreaksies stimuleer. In plaas daarvan om normale T-selle te aktiveer wat immuunreaksies verhoog, het die entstof die liggaam veroorsaak produseer T-regulerende selle wat spesifiek net die T-selle onderdruk het wat miëlien aanval.
Baie siektes ontstaan wanneer mense mutasies het of sekere gene ontbreek, en nukleïensuur-entstowwe kan as tydelike vervangings vir die ontbrekende gene dien. ttsz/iStock via Getty Images
Enige ander toepassings van die nuwe entstoftegnologie?
Die laaste toepassing is eintlik een van die heel eerste dinge wat navorsers daaraan gedink het om DNS- en mRNA-entstowwe te gebruik vir: geenterapie. Sommige mense word gebore sonder sekere gene. Die doel met geenterapie is om selle te voorsien van die ontbrekende instruksies wat hulle nodig het om 'n belangrike proteïen te produseer.
'n Goeie voorbeeld hiervan is sistiese fibrose, 'n genetiese siekte wat veroorsaak word deur mutasies in 'n enkele geen. Deur DNA of 'n mRNA-entstof te gebruik, ondersoek navorsers die haalbaarheid om die ontbrekende geen in wese te vervang en iemand se liggaam toe te laat om die ontbrekende proteïen kortstondig produseer. Sodra die proteïen teenwoordig is, kan die simptome verdwyn, ten minste tydelik. Die mRNA sal nie baie lank in die menslike liggaam voortduur nie, en sal ook nie in mense se genome integreer of die genoom op enige manier verander nie. Bykomende dosisse sou dus nodig wees namate die effek afgeneem het.
Navorsing het getoon dat hierdie konsep haalbaar is, maar dit verg nog werk.
Oor Die Skrywer
Deborah Fuller, Professor in Mikrobiologie, Skool vir Geneeskunde, Universiteit van Washington
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
Verwante Boeke:
Die liggaam hou die telling: brein gees en liggaam in die genesing van trauma
deur Bessel van der Kolk
Hierdie boek ondersoek die verbande tussen trauma en fisiese en geestelike gesondheid, en bied insigte en strategieë vir genesing en herstel.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Asem: Die nuwe wetenskap van 'n verlore kuns
deur James Nestor
Hierdie boek verken die wetenskap en praktyk van asemhaling, en bied insigte en tegnieke vir die verbetering van fisiese en geestelike gesondheid.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die plantparadoks: die verborge gevare in "gesonde" kosse wat siektes en gewigstoename veroorsaak
deur Steven R. Gundry
Hierdie boek ondersoek die verbande tussen dieet, gesondheid en siekte, en bied insigte en strategieë vir die verbetering van algehele gesondheid en welstand.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die immuniteitskode: die nuwe paradigma vir werklike gesondheid en radikale anti-veroudering
deur Joel Greene
Hierdie boek bied 'n nuwe perspektief op gesondheid en immuniteit, met die beginsels van epigenetika en bied insigte en strategieë vir die optimalisering van gesondheid en veroudering.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die volledige gids tot vas: genees jou liggaam deur intermitterende, alternatiewe dag en verlengde vas
deur Dr Jason Fung en Jimmy Moore
Hierdie boek verken die wetenskap en praktyk van vas en bied insigte en strategieë vir die verbetering van algehele gesondheid en welstand.
