Aşı ve Sağlık Konferansı'nda uzmanlar, "insanın sınırsız düşünmesini sağlayan mRNA aşılarına herkesin dikkat etmesi gerekiyor" çağrısında bulundu.Peki bir mRNA aşısı tam olarak nedir?Nasıl keşfedildi ve uygulama değeri nedir?Dünyayı kasıp kavuran COVID-19'a karşı koyabilecek mi?Ülkem başarıyla bir mRNA aşısı geliştirdi mi?Bugün mRNA aşılarının dünü ve bugünü hakkında bilgi edinelim.

01
mRNA aşılarında mRNA nedir?

mRNA (Messenger RNA), yani haberci RNA, bir DNA sarmalından şablon olarak kopyalanan ve protein sentezini yönlendirebilecek genetik bilgiyi taşıyan tek sarmallı bir RNA türüdür.Layman'ın terimleriyle, mRNA çekirdekteki çift sarmallı DNA'nın bir sarmalının genetik bilgisini kopyalar ve ardından sitoplazmada proteinler üretmek için çekirdeği terk eder.Sitoplazmada, ribozomlar mRNA boyunca hareket eder, baz dizisini okur ve onu karşılık gelen amino asit haline çevirir ve sonunda bir protein oluşturur (Şekil 1).

Şekil 1 mRNA çalışma süreci

02
Bir mRNA aşısı nedir ve onu benzersiz kılan nedir?

mRNA aşıları, hastalığa özgü antijenleri kodlayan mRNA'yı vücuda sokar ve antijenleri üretmek için konakçı hücrenin protein sentez mekanizmasını kullanır, böylece bir bağışıklık tepkisini tetikler.Genellikle, spesifik antijenlerin mRNA dizileri, farklı hastalıklara göre yapılandırılabilir, yeni lipid nanotaşıyıcı parçacıklar tarafından paketlenip hücrelere taşınabilir ve daha sonra insan ribozomlarının mRNA dizileri, hastalığı önleme rolünü başarmak için bir bağışıklık tepkisi oluşturmak üzere salgılandıktan sonra otoimmün sistem tarafından tanınan hastalık antijen proteinlerini üretmek için mRNA dizilerini çevirmek için kullanılır (Şekil 2).

Şekil 2. mRNA aşısının in vivo etkisi

Peki, geleneksel aşılara kıyasla bu tip mRNA aşısının benzersiz olan yanı nedir?mRNA aşıları en gelişmiş üçüncü nesil aşılardır ve stabilitelerini artırmak, immünojenisitelerini düzenlemek ve yeni dağıtım teknolojileri geliştirmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

İlk nesil geleneksel aşılar, en yaygın olarak kullanılan inaktive aşıları ve canlı atenüe aşıları içerir.İnaktive edilmiş aşılar, önce virüslerin veya bakterilerin kültürlenmesini ve ardından bunların ısı veya kimyasallarla (genellikle formalin) etkisiz hale getirilmesini ifade eder;canlı zayıflatılmış aşılar, çeşitli tedavilerden sonra mutasyona uğrayan ve toksisitelerini zayıflatan patojenleri ifade eder.ancak yine de immünojenisitesini korur.Vücuda aşılamak hastalık oluşumuna neden olmaz, ancak patojen vücutta büyüyüp çoğalabilir, vücudun bağışıklık tepkisini tetikleyebilir ve uzun süreli veya ömür boyu koruma sağlanmasında rol oynayabilir.

İkinci nesil yeni aşılar, alt birim aşıları ve rekombinant protein aşılarını içerir.Alt birim aşı, patojenik bakterilerin ana koruyucu immünojen bileşenlerinden yapılan, yani kimyasal ayrışma veya kontrollü proteoliz yoluyla bakteri ve virüslerin özel protein yapısının ekstrakte edilerek elenmesiyle yapılan bir aşı alt birim aşısıdır.İmmünolojik olarak aktif parçalardan yapılan aşılar;rekombinant protein aşıları, farklı hücre ekspresyon sistemlerinde üretilen antijen rekombinant proteinlerdir.

Son teknoloji aşıların üçüncü nesli, DNA aşılarını ve mRNA aşılarını içerir.Belirli bir antijenik proteini kodlayan viral gen fragmanını (DNA veya RNA) hayvan somatik hücrelerine (insan vücuduna aşı enjeksiyonu) doğrudan sokmak ve antijenik proteini konakçı hücrenin protein sentez sistemi yoluyla üreterek, hastalığın önlenmesi ve tedavisi amacına ulaşmak için konakçının antijenik protein tepkisine bağışıklık üretmesini sağlamaktır.İkisi arasındaki fark, DNA'nın önce mRNA'ya kopyalanması ve ardından protein sentezlenmesi, mRNA'nın ise doğrudan sentezlenmesidir.

03
mRNA aşısının keşif tarihi ve uygulama değeri

mRNA aşılarına gelince, mRNA aşılarının ortaya çıkması için sağlam bir bilimsel araştırma temeli oluşturan seçkin bir kadın bilim insanından, Kati Kariko'dan bahsetmeliyiz.Okurken mRNA'ya olan araştırma ilgisiyle doluydu.40 yılı aşkın bilimsel araştırma kariyerinde defalarca başarısızlıklar yaşadı, bilimsel araştırma fonlarına başvurmadı ve istikrarlı bir bilimsel araştırma pozisyonuna sahip olmadı, ancak mRNA araştırmasında her zaman ısrar etti.

Kati Karito

mRNA aşılarının ortaya çıkışında üç önemli düğüm vardır.

İlk adımda hücre kültürü yoluyla istenilen mRNA molekülünü üretmeyi başardı ancak mRNA'nın vücutta çalışmasını sağlamada bir sorunla karşılaştı: mRNA'yı fareye enjekte ettikten sonra farenin bağışıklık sistemi tarafından yutulacaktı.Sonra Weissman'la tanıştı.mRNA'nın bağışıklık tepkisinden kaçmasını sağlamak için tRNA'da psödoüridin adı verilen bir molekül kullandılar.][2].
İkinci adımda, 2000 civarında, Prof. Pieter Cullis, gen susturma uygulamaları için siRNA'nın in vivo iletimi için lipid nanoteknoloji LNP'lerini inceledi [3][4].Weissman organizasyonu Kariko ve ark.LNP'nin in vivo mRNA'nın uygun bir taşıyıcısı olduğunu ve terapötik proteinleri kodlayan mRNA'yı iletmek için değerli bir araç haline gelebileceğini buldu ve daha sonra Zika virüsü, HIV ve tümörlerin önlenmesinde doğrulandı [5] ][6][7][8].

Üçüncü adımda, 2010 ve 2013'te Moderna ve BioNTech, daha fazla geliştirme için Pennsylvania Üniversitesi'nden mRNA senteziyle ilgili patent lisanslarını art arda aldı.Katalin ayrıca mRNA aşılarını daha da geliştirmek için 2013 yılında BioNTech'in kıdemli başkan yardımcısı oldu.

Günümüzde mRNA aşıları bulaşıcı hastalıklarda, tümörlerde ve astımda kullanılabilmektedir.Dünya çapında şiddetlenen COVID-19 durumunda, mRNA aşıları öncü rol oynayabilir.

04
COVID-19'da mRNA aşısının uygulama beklentisi

Küresel COVID-19 salgınıyla birlikte ülkeler, salgını durdurmak için bir aşı geliştirmek için yoğun bir şekilde çalışıyor.Yeni bir aşı türü olarak mRNA aşısı, yeni taç salgınının ortaya çıkmasında öncü bir rol oynamıştır.Birçok önde gelen dergi, SARS-CoV-2 yeni koronavirüste mRNA'nın rolünü bildirdi (Şekil 3).

Şekil 3 Yeni koronavirüsü (NCBI'den) önlemek için mRNA aşılarına ilişkin rapor

Öncelikle birçok bilim insanı, farelerde yeni koronavirüse karşı mRNA aşısının (SARS-CoV-2 mRNA) araştırıldığını bildirdi.Örneğin: lipid nanoparçacık kapsüllü-nükleosid modifiyeli mRNA (mRNA-LNP) aşısı, tek doz enjeksiyon, güçlü tip 1 CD4+ T ve CD8+ T hücre yanıtlarını, uzun ömürlü plazma ve hafıza B hücre yanıtlarını ve güçlü ve Sürekli nötralize edici antikor yanıtını indükler.Bu, mRNA-LNP aşısının COVID-19'a karşı umut verici bir aday olduğunu gösterir[9][10].

İkincisi, bazı bilim adamları SARS-CoV-2 mRNA'nın ve geleneksel aşıların etkilerini karşılaştırdılar.Rekombinant protein aşılarıyla karşılaştırıldığında: mRNA aşıları, germinal merkez yanıtı, Tfh aktivasyonu, nötralize edici antikor üretimi, spesifik bellek B hücreleri ve uzun ömürlü plazma hücreleri açısından protein aşılarından çok daha üstündür [11].

Ardından, SARS-CoV-2 mRNA aşısı adayları klinik deneylere girerken, aşı koruma süresinin kısalığına ilişkin endişeler dile getirildi.Bilim adamları, mRNA-RBD adı verilen nükleosid ile modifiye edilmiş bir mRNA aşısının lipid kapsüllü bir formunu geliştirdiler.Tek bir enjeksiyon, güçlü nötralize edici antikorlar ve hücresel tepkiler üretebilir ve en az 6,5 ay boyunca tutulan yüksek nötralize edici antikor seviyeleri ile 2019-nCoV ile enfekte olmuş model fareleri neredeyse tamamen koruyabilir.Bu veriler, tek bir mRNA-RBD dozunun SARS-CoV-2 tehdidine karşı uzun vadeli koruma sağladığını göstermektedir [12].
BNT162b aşısı gibi COVID-19'a karşı yeni güvenli ve etkili aşılar geliştirmek için çalışan bilim adamları da var.SARS-CoV-2'den korunan makaklar, alt solunum yollarını viral RNA'dan korudu, oldukça güçlü antikorlar üretti ve hiçbir hastalık geliştirme belirtisi göstermedi.İki aday şu anda faz I denemelerinde değerlendiriliyor ve küresel faz II/III denemelerinde de değerlendirme yapılıyor ve başvuru hemen köşede [13].

05
mRNA aşısının dünyadaki durumu

Şu anda BioNTech, Moderna ve CureVac dünyanın en iyi üç mRNA terapi lideri olarak biliniyor.Bunların arasında BioNTech ve Moderna, yeni taç aşının araştırma ve geliştirmesinde ön saflarda yer alıyor.Moderna, mRNA ile ilgili ilaç ve aşıların araştırılması ve geliştirilmesine odaklanmaktadır.COVID-19 faz III deneme aşısı mRNA-1273, şirketin en hızlı büyüyen projesidir.BioNTech ayrıca 7'si klinik aşamaya girmiş toplam 19 mRNA ilacı/aşısı ile dünya lideri bir mRNA ilaç ve aşı araştırma ve geliştirme şirketidir.CureVac, mRNA ilaçlarının/aşılarının araştırma ve geliştirmesine odaklanmaktadır ve tümörler, bulaşıcı hastalıklar ve nadir hastalıklara odaklanan GMP uyumlu bir RNA üretim hattı kuran dünyadaki ilk şirkettir.

İlgili ürünler:RNaz İnhibitörü
Anahtar kelimeler: miRNA aşısı, RNA İzolasyonu, RNA ekstraksiyonu, RNaz İnhibitörü

Referanslar: 1.K Kariko, Buckstein M , Ni H , et al.Toll Benzeri Reseptörler Tarafından RNA Tanımasının Bastırılması: Nükleosid Modifikasyonunun Etkisi ve RNA[J]'nın Evrimsel Kökeni.Bağışıklık, 2005, 23(2):165-175.
2. K Karikó, Muramatsu H , Welsh FA , et al.Pseudouridin'in mRNA'ya Dahil Edilmesi, Artan Translasyon Kapasitesi ve Biyolojik Stabilite [J] ile Üstün İmmünojenik Olmayan Vektör Verir.Moleküler Terapi, 2008.3.Chonn A, Cullis PR.Lipozom teknolojilerindeki son gelişmeler ve bunların sistemik gen aktarımına yönelik uygulamaları[J].Advanced Drug Delivery Review, 1998, 30(1-3):73.4.Kulkarni JA , Witzigmann D , Chen S , et al.siRNA Terapötiklerinin[J] Klinik Çevirisi için Lipid Nanoparçacık Teknolojisi.Kimyasal Araştırma Hesapları, 2019, 52(9).5.Kariko, Katalin, Madden ve ark.Lipid nanoparçacıklarında çeşitli yollarla farelere iletilen nükleosid ile modifiye edilmiş mRNA'nın ifade kinetiği[J].Kontrollü Salım Dergisi Kontrollü Salım Derneği Resmi Gazetesi, 2015.6.Tek bir düşük doz nükleosid ile modifiye edilmiş mRNA aşısı[J] ile Zika virüsü koruması.Doğa, 2017, 543(7644):248-251.7.Pardi N , Secreto AJ , Shan X ve diğerleri.Geniş ölçüde nötralize edici antikoru kodlayan nükleosid ile modifiye edilmiş mRNA'nın uygulanması, hümanize fareleri HIV-1 tehdidinden korur[J].Nature Communications, 2017, 8:14630.8.Stadler CR, Böhr-Mahmud H, Celik L, et al.Farelerde büyük tümörlerin mRNA kodlu bispesifik antikorlar[J] ile yok edilmesi.Doğa Tıbbı, 2017.9.NN Zhang, Li XF, Deng YQ ve diğerleri.COVID-19[J]'a karşı Termostabil bir mRNA Aşısı.Hücre, 2020.10.D Laczkó, Hogan MJ , Toulmin SA , et al.Nükleosit Modifiyeli mRNA Aşılarıyla Tek Bir Bağışıklama, Farelerde SARS-CoV-2'ye Karşı Güçlü Hücresel ve Hümoral Bağışıklık Tepkileri Sağlıyor - ScienceDirect[J].2020.11.Lederer K, Castao D, Atria DG ve ark.SARS-CoV-2 mRNA Aşıları, Nötralize Edici Antikor Üretimiyle İlişkili Güçlü Antijene Spesifik Germinal Merkez Tepkilerini Destekler[J].Bağışıklık, 2020, 53(6):1281-1295.e5.12.Huang Q, Ji K, Tian S ve diğerleri.Tek dozluk bir mRNA aşısı, hACE2 transgenik fareler için SARS-CoV-2[J]'den uzun süreli koruma sağlar.Doğa İletişimi.13.Vogel AB , Kanevsky I , Ye C , ve diğerleri.İmmünojenik BNT162b aşıları, al yanaklı makakları SARS-CoV-2[J]'den korur.Doğa, 2021:1-10.