Что мы знаем об мРНК-вакцинах?

Как может быть безопасно что-то, что разработано так быстро? Для многих появление мРНК-вакцины от COVID-19 менее чем через год после начала пандемии кажется невероятным и вызывает скептицизм. Однако разработка мРНК-технологии началась задолго до появления вакцины от COVID-19, и над этим работали сотни ученых более 30 лет.

Истоки мРНК

Знаменательный эксперимент, который привел к разработке успешной технологии, провел Роберт Мэлоун – аспирант Института биологических исследований Солка в Ла-Хойя, Калифорния, в конце 1987 года. Он смешал нити матричной РНК с капельками жира, чтобы создать своего рода молекулярное рагу. Человеческие клетки, купающиеся в этом генетическом супе, поглотили мРНК и начали производить из нее белки.

Мэлоун увидел в успехе потенциал, написав в заметках, что если бы клетки могли создавать белки из доставленной в них мРНК, можно было бы "рассматривать РНК как лекарство". Несколько позже были проведены эксперименты на лягушках, это был первый случай, когда кто-либо использовал капли жира для облегчения проникновения мРНК в живой организм. В течение многих лет после экспериментов Мэлоуна мРНК считалась слишком нестабильной и дорогой для использования в качестве лекарства или вакцины.

Краткая история создания мРНК-вакцин

мРНК-вакцины, как и эксперименты Мэлоуна, не возникли неожиданно. Они основаны на десятилетиях научных исследований:

• Фундаментальные: сосредотачиваются на основных механизмах биологии, а также на клеточной, молекулярной и физиологической основе здоровья и болезней.

• Прикладные: выявляют знания, полученные в результате фундаментальных исследований, в надежде найти их конкретное применение, например, новые лекарства и методы лечения.

1980

Доктор Питер Куллис и его команда из Университета Британской Колумбии (UBC) изучают липиды. Это фундаментальное исследование было разработано, чтобы лучше понять, как работают липиды.

1990

Доктор Каталин Карико, исследователь из Пенсильванского университета в США, десять лет изучает РНК, чтобы раскрыть ее потенциал для использования в медицине.

1995

Доктор Питер Куллис и его команда, включая доктора Джеффри Уиллера, обращают свое внимание на использование липидных наночастиц в медицине, в частности, для препаратов генной терапии, которые используют нуклеиновые кислоты (например, РНК). Липидные наночастицы образуют защитный пузырь вокруг лекарства, чтобы его можно было безопасно и эффективно доставить в клетки.

2005

Доктор Каталин Карико и доктор Дрю Вайсман публикуют научные статьи о своем открытии: они выяснили, как сделать синтетическую РНК безопасной для инъекции в клетки. Это огромный шаг вперед в разработке лекарств на основе РНК.

2007

Доктор Деррик Росси, канадский биолог стволовых клеток, открывает свою лабораторию в Гарвардской медицинской школе в 2007 году. Он намеревается опираться на работу Карико и Вайсман, а также работы исследователя стволовых клеток доктора Шинья Яманака. В 2009 году его лаборатория использует мРНК, чтобы взрослые клетки функционировали как эмбриональные стволовые клетки. Эта важная новость привела к созданию Moderna в 2010 году.

2010

Доктор Питер Куллис и его команда начинают работать с доктором Дрю Вайсманом и доктором Каталин Карико над вакцинами, которые могут использовать мРНК + липидные наночастицы. Это приводит к сотрудничеству с BioNTech и Pfizer.

2014

Доктор Кизмекия Корбетт, исследователь из Национального института здравоохранения США (NIH), начинает работу над биологией коронавируса и разработкой вакцины. В мире уже были две вспышки коронавируса с тяжелым острым респираторным синдромом (SARS) в 2003 году и ближневосточным респираторным синдромом (MERS) в 2012 году. Доктор Корбетт и его коллеги изучают эти коронавирусы, в том числе сигнатурный "спайковый белок" и роль, которую он может играть в разработке вакцины. Это приводит к сотрудничеству между NIH и Moderna.

2019+

Для производства вакцин против COVID-19 компаниям Moderna и Pfizer / BioNTech сначала нужно было определить правильные последовательности мРНК для белков, из которых можно было бы сделать подходящие компоненты вакцины. COVID-19 похож на вирус атипичной пневмонии 2003 года, и предыдущие исследования вспышки атипичной пневмонии предполагали потенциальные компоненты вакцины.

Важнейшая информация о последовательности, необходимая для нацеливания на COVID-19, поступила из лаборатории исследования вакцин Национального института здоровья. Лаборатория десятилетиями работала над разработкой вакцины против ВИЧ и разработала алгоритмы для определения молекулярных структур, оптимизированных для вакцин. Этот подход также предсказал успешную структуру вакцины против респираторно-синцитиального вируса. Используя этот опыт, группа NIH быстро определила стабильные молекулярные структуры, оптимизированные для мРНК-вакцин против COVID-19.

Таким образом, быстрое создание вакцины против COVID-19 не было результатом удачи или краткосрочных усилий. Вакцины с мРНК, которые есть сегодня, были рождены десятилетиями вложений и решимости. Упорство Карико сохраняется и по сей день – она ​​встает каждое утро в 5 утра, чтобы работать в своей подвальной лаборатории. Благодаря долгосрочным инвестициям NIH и других финансирующих агентств были получены кадры, организация, наука и технологии, требуемые для производства вакцин, которые необходимы для победы в борьбе с COVID-19.