Mechanizm odpowiedzialny za większą skuteczność szczepionek i terapii mRNA odkryli badacze z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie (IIMCB). Artykuł na ten temat ukazał się na łamach prestiżowego czasopisma „Nature”.
Zdaniem naukowców najnowsze wyniki tych badań ułatwią tworzenie nowoczesnych leków przeciwko nowotworom i chorobom zakaźnym opartych o mRNA.
Odkrycia polskich naukowców pomogą zwiększyć skuteczność szczepionek i leków mRNA
– Szczepionki mRNA odegrały kluczową rolę w opanowaniu pandemii COVID-19. Jednak samo mRNA jest cząsteczką wyjątkowo niestabilną. Nie wpływa to wprawdzie na bezpieczeństwo terapii, ale ogranicza jej skuteczność, np. skraca czas działania – powiedział PAP jeden z głównych autorów badania, prof. Andrzej Dziembowski z Laboratorium Biologii RNA w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej (IIMCB) w Warszawie.
Cząsteczki mRNA zawarte w szczepionkach działają tak samo jak naturalne mRNA (informacyjny lub matrycowy RNA) znajdujące się w naszych komórkach – stanowią matrycę do produkcji białka.
– Po podaniu szczepionki domięśniowo, mRNA ze szczepionki trafia do komórek odpornościowych, które produkują białko S (białko obecne na powierzchni koronawirusa SARS–CoV–2 – przyp. PAP). Nasz organizm uczy się je rozpoznawać. Dzięki temu, jeżeli później zetkniemy się z prawdziwym wirusem, organizm będzie gotowy, by zareagować i powstrzymać rozwój choroby – wyjaśnił cytowany w informacji prasowej przesłanej PAP dr hab. Seweryn Mroczek z IIMCB oraz Uniwersytetu Warszawskiego. Ze względu na niestabilność mRNA szczepionki na nim oparte mają dość ograniczony czas działania.
ZOBACZ WIĘCEJ: TERAPIA MRNA W ONKOLOGII
Technologia mRNA w medycynie
Jak wyjaśnia prof. Dziembowski – szczególnie istotną rolę w stabilizacji cząsteczki mRNA i produkcji białka, które jest w niej zapisane, odgrywa tzw. ogon poli(A). Znajduje się on na końcu każdego mRNA i składa się wyłącznie z adeniny.
Dlatego zespół naukowców pod kierunkiem prof. Dziembowskiego we współpracy z badaczami z innych jednostek Kampusu Ochota analizował, jak zmieniają się ogony poli(A) w mRNA, które jest obecne w popularnych szczepionkach stosowanych podczas pandemii – Comirnaty i Spikevax. W tym celu badacze wykorzystali tzw. sekwencjonowanie nanoporowe, które pozwoliło na bezpośredni odczyt sekwencji cząsteczek mRNA szczepionek, w tym ogonów poli(A).
– Stworzyliśmy specjalne oprogramowanie do analizy danych z sekwencjonowania terapeutycznych cząsteczek mRNA, koncentrując się metabolizmie ogonów poli(A) – skomentował dr Paweł Krawczyk, który w grupie badawczej prof. Dziembowskiego odpowiadał za metody obliczeniowe.
Dotąd zakładano, iż ogon może się tyko skracać. Polscy naukowcy wykazali, iż enzym TENT5A odgrywa kluczową rolę w wydłużaniu ogona poli(A). Bierze on udział w dodawaniu cegiełek (tj. cząsteczek adeniny) do ogona poli(A) mRNA. Jest obecny w niektórych komórkach naszego organizmu, przede wszystkim w tych, które produkują dużo białek wydzielanych następnie na zewnątrz komórki (tzw. sekrecja). Są to np. osteoblasty produkujące kolagen niezbędny do powstawania kości.
– Wydłużanie ogona poli(A) jest jak odwrócenie klepsydry – +kupuje+ dodatkowy czas, dzięki czemu mRNA działa znacznie dłużej w komórkach – wyjaśnił dr Krawczyk. Dlatego badacze określili polimerazę TENT5A jako wehikuł czasu dla mRNA.
– Udowodniliśmy, iż TENT5A sprawia, iż cząsteczki mRNA stają się stabilniejsze, co pozwala na bardziej długotrwałą i efektywną produkcję antygenów – substancji wyzwalających reakcję odpornościową organizmu – dodał ekspert.
Zespół prof. Dziembowskiego zaobserwował również, które komórki organizmu odgrywają najważniejszą rolę w działaniu szczepionek mRNA. Są to makrofagi, rodzaj komórek odpornościowych, które odpowiadają za wychwytywanie i neutralizowanie „intruzów”.
– To głównie w makrofagach powstaje białko zapisane w mRNA szczepionki, które jest niezbędne do wywołania odpowiedzi immunologicznej i odporności – powiedział PAP specjalista.
Jak wyjaśnił, po podaniu szczepionki do mięśnia, makrofagi podążają do miejsca wkłucia, pobierają mRNA przenoszone w specjalnych molekułach lipidowych i następnie produkują zapisany w nich antygen.
– Gdy w makrofagach brak enzymu TENT5A, szczepionka nie jest tak trwała, powstaje mniej antygenu i odpowiedź immunologiczna jest słabsza – wyjaśnił prof. Dziembowski.
Jak podkreślił, stabilizacja cząsteczki mRNA przez enzym TENT5A jest mechanizmem uniwersalnym, dlatego posiada ogromny potencjał dla medycyny.
Polskie odkrycie otwiera drogę do opracowania bardziej trwałych szczepionek i leków opartych na mRNA.
– W dużym uogólnieniu można zrobić takie mRNA, które będzie idealnym substratem dla enzymu TENT5A, a jednocześnie zahamować mechanizmy powodujące degradację mRNA – wyjaśnił prof. Dziembowski. Zaznaczył, iż jego zespół ma już pomysły na zastosowanie swojego odkrycia w medycynie.
Przełomowe badania zostały zrealizowane w oparciu o infrastrukturę badawczą IN-MOL-CELL Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej. Została ona zakupiona dzięki środkom z Krajowego Planu Odbudowy.
źródło: PAP
autor: Joanna Morga
Post Technologia mRNA w medycynie – polski wkład w rozwój badań pojawił się poraz pierwszy w Zwrotnikraka.pl.
