COVID-19 mRNA-vaksine: En milepæl i vitenskap og en endring i medisin

Virale proteiner administreres som antigen i form av en vaksine og kroppens immunsystem danner antistoffer mot det gitte antigenet og gir dermed beskyttelse mot enhver fremtidig infeksjon. Interessant nok er dette første gang i menneskets historie at det tilsvarende mRNA i seg selv blir gitt i form av en vaksine som bruker cellemaskineriet for ekspresjon/translasjon av antigenet/proteinet. Dette forvandler effektivt kroppens celler til fabrikk for å produsere antigen, som igjen gir aktivt immunitet ved å generere antistoffer. Disse mRNA-vaksinene har vist seg å være trygge og effektive i kliniske studier på mennesker. Og nå, COVID-19 mRNA vaksine BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) blir administrert til folket i henhold til protokollen. Som den første behørig godkjente mRNA-vaksinen er dette en milepæl i vitenskapen som har innledet en ny æra i medisin og medikamentlevering. Dette kan snart se anvendelse av mRNA teknologi for kreftbehandling, utvalg av vaksiner for andre sykdommer, og dermed muligens endre medisinpraksis og forme farmasøytisk industri totalt i fremtiden.  

Hvis et protein er nødvendig inne i en celle for å behandle en syk tilstand eller for å fungere som et antigen for utvikling av aktiv immunitet, må dette proteinet leveres inn i cellen trygt i intakt form. Dette er fortsatt en oppoverbakkeoppgave. Kan proteinet uttrykkes direkte inn i cellen ved å injisere den tilsvarende nukleinsyren (DNA eller RNA), som deretter bruker cellemaskineriet for ekspresjon? 

En gruppe forskere unnfanget ideen om et nukleinsyrekodet stoff og demonstrerte for første gang i 1990 at direkte injeksjon av mRNA inn til musemuskel førte til ekspresjon av kodet protein i muskelcellene⁽¹⁾. Dette åpnet for muligheten for genbasert terapi, samt genbaserte vaksiner. Denne utviklingen ble ansett som en forstyrrende teknologi som fremtidige vaksineteknologier vil bli målt mot ⁽²⁾.

Tankeprosessen skiftet raskt fra 'genbasert' til 'mRNA-basert' informasjonsoverføring fordi mRNA ga flere fordeler sammenlignet med DNA ettersom mRNA verken integreres i genomet (derav ingen skadelig genomisk integrasjon) og heller ikke replikeres. Den har bare elementer som er direkte nødvendige for ekspresjon av protein. Rekombinasjon mellom enkelttrådet RNA er sjelden. Dessuten desintegrerer den i løpet av få dager i cellene. Disse funksjonene gjør mRNA mer egnet som et trygt og forbigående informasjonsbærende molekyl for å fungere som vektor for genbasert vaksineutvikling ⁽³⁾. Med fremskritt innen teknologi, spesielt knyttet til syntese av konstruerte mRNA-er med riktige koder som kan leveres inn i cellene for proteinekspresjon, utvidet omfanget ytterligere fra vaksiner til terapeutiske legemidler. Bruk av mRNA begynte å få oppmerksomhet som en medikamentklasse med potensiell anvendelse innen områdene kreftimmunterapi, infeksjonsvaksiner, mRNA-basert induksjon av pluripotente stamceller, mRNA-assistert levering av designernukleaser for genomteknologi etc. ⁽⁴⁾.  

Fremveksten av mRNA-baserte vaksiner og terapeutika fikk ytterligere fyll etter resultater fra prekliniske studier. Disse vaksinene ble funnet å fremkalle potent immunrespons mot smittsomme sykdomsmål i dyremodeller av influensavirus, Zika-virus, rabiesvirus og andre. Lovende resultater har også blitt sett ved bruk av mRNA i kliniske kreftstudier ⁽⁵⁾. Ved å realisere det kommersielle potensialet til teknologien gjorde industrien enorme FoU-investeringer i mRNA-baserte vaksiner og legemidler. For eksempel, frem til 2018, kan Moderna Inc. allerede ha investert mer enn en milliard dollar mens de fortsatt er år unna et markedsført produkt ⁽⁶⁾. Til tross for felles innsats for bruk av mRNA som en terapeutisk modalitet i infeksjonssykdomsvaksiner, kreftimmunterapier, behandling av genetiske sykdommer og proteinerstatningsterapier, har anvendelsen av mRNA-teknologi blitt begrenset på grunn av dens ustabilitet og tilbøyelighet til nedbrytning av nukleaser. Kjemisk modifisering av mRNA hjalp litt, men intracellulær levering forble fortsatt et hinder selv om lipidbaserte nanopartikler brukes til å levere mRNA ⁽⁷⁾. 

Virkelig fremdrift av mRNA-teknologi for terapi kom, takket være en uheldig situasjon presentert av verdensomspennende Covid-19 pandemi. Utvikling av sikker og effektiv vaksine mot SARS-CoV-2 ble den høyeste prioritet for alle. En storskala multisentrisk klinisk studie ble utført for å fastslå sikkerheten og effektiviteten til COVID-19 mRNA-vaksine BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Forsøket startet 10. januar 2020. Etter omtrent elleve måneder med strengt arbeid, viste dataene fra den kliniske studien at COVID-19 kan forebygges ved vaksinasjon med BNT162b2. Dette ga et bevis på at mRNA-basert vaksine kan gi beskyttelse mot infeksjoner. Den enestående utfordringen som pandemien utgjør, bidro til å bevise at en mRNA-basert vaksine kan utvikles i raskt tempo, hvis tilstrekkelige ressurser blir gjort tilgjengelig ⁽⁸⁾. Modernas mRNA-vaksine mottok også nødbruksgodkjenning av FDA forrige måned.

Både covid-19 mRNA-vaksiner dvs. BNT162b2 fra Pfizer/BioNTech og Moderna s mRNA-1273 blir nå brukt til å vaksinere mennesker i henhold til nasjonale protokoller for administrering av vaksine ⁽⁹⁾.

Suksessen til to Covid-19 mRNA (BNT162b2 fra Pfizer/BioNTech og Modernas mRNA-1273) vaksiner i kliniske studier og deres påfølgende godkjenning for bruk er en milepæl innen vitenskap og medisin. Dette har vist seg å være en hittil uprøvd, høypotensial medisinsk teknologi som vitenskapelig samfunn og farmasøytisk industri har drevet med i nesten tre tiår. ⁽¹⁰⁾.   

Den nye entusiasmen etter denne suksessen er bundet til å samle energi etter pandemien, og mRNA-terapi vil videre vise seg å være en forstyrrende teknologi som innleder en ny æra innen medisin og vitenskapen om medikamentlevering.   

*** 

Referanser  

1. Wolff, JA et al., 1990. Direkte genoverføring til musemuskel in vivo. Science 247, 1465-1468 (1990). GJØR JEG: https://doi.org/10.1126/science.1690918  

2. Kaslow DC. En potensiell forstyrrende teknologi i vaksineutvikling: genbaserte vaksiner og deres anvendelse på smittsomme sykdommer. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 – 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  

3. Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Utvikling av mRNA-vaksineteknologier. RNA-biologi. 2012. november 1; 9(11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  

4. Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, Ö. mRNA-basert terapi - utvikle en ny klasse medikamenter. Nature Review Drug Discovery 13, 759–780 (2014). GJØR JEG: https://doi.org/10.1038/nrd4278 

5. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. mRNA-vaksiner — en ny æra innen vaksinologi. Nature Review Drug Discovery 17, 261–279 (2018). GJØR JEG: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 

6. Cross R., 2018. Kan mRNA forstyrre legemiddelindustrien? Publisert 3. september 2018. Chemical & Engineering News Volume 96, Issue 35 Tilgjengelig online på https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Tilgang 27. desember 2020.  

7. Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. Muligheter og utfordringer ved levering av mRNA-baserte vaksiner. Publisert: 28. januar 2020. Pharmaceutics 2020, 12(2), 102; GJØR JEG: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     

8. Polack F., Thomas S., et al., 2020. Sikkerhet og effekt av BNT162b2 mRNA Covid-19-vaksine. New England Journal of Medicine. Publisert 10. desember 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  

9. Public Health England, 2020. Veiledning – Nasjonal protokoll for COVID-19 mRNA-vaksine BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Publisert 18. desember 2020. Sist oppdatert 22. desember 2020. Tilgjengelig online på https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Tilgang 28. desember 2020.   

10. Servick K., 2020. mRNAs neste utfordring: Vil det fungere som et medikament? Vitenskap. Publisert 18. desember 2020: Vol. 370, utgave 6523, s. 1388-1389. GJØR JEG: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Tilgjengelig online på https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

***