Co to jest szczepionka mRNA
Szczepionka mRNA przenosi RNA do komórek organizmu w celu ekspresji i produkcji antygenów białkowych po odpowiednich modyfikacjach in vitro, co prowadzi organizm do wytworzenia odpowiedzi immunologicznej przeciwko antygenowi, zwiększając w ten sposób zdolność odpornościową organizmu[1,3].
Rycina 1: Schematyczny diagram efektu bezpośredniego wstrzyknięcia szczepionki mRNA [2]
Klasyfikacja szczepionek mRNA
Szczepionki mRNA dzielą się na dwa rodzaje:niereplikujący sięmRNA isamowzmacniające sięmRNA: samowzmacniający się mRNA nie tylko koduje docelowy antygen, ale także koduje replikację, która umożliwia amplifikację wewnątrzkomórkowego RNA i mechanizm ekspresji białek.Niereplikujące szczepionki mRNA kodują tylko docelowe antygeny i zawierają regiony nieulegające translacji 5' i 3' (UTR).Zapewniają wszechstronną stymulację zdolności adaptacyjnych i odporności wrodzonej, a mianowicie ekspresję antygenu in situ i przekazywanie sygnału zagrożenia oraz mają następujące zastosowania:[2,3]
●Może zapewnić wszechstronną stymulację zdolności adaptacyjnych i odporności wrodzonej, a mianowicie ekspresję antygenu in situ i przekazywanie sygnału zagrożenia
●Może indukować „zrównoważoną” odpowiedź immunologiczną, w tym efektory humoralne i komórkowe oraz pamięć immunologiczną
●Może łączyć różne antygeny bez zwiększania złożoności receptury szczepionki
●Ciągłą poprawę potencjału immunologicznego można osiągnąć poprzez powtarzane szczepienie, a odpowiedź immunologiczna na nosiciela jest zerowa lub niewielka
●Stabilne termicznie szczepionki mRNA mogą uprościć transport i przechowywanie szczepionek
Rycina 2: Schemat ideowy szczepionki mRNA i jej mechanizmu ekspresji antygenu [4]
Cechy szczepionek mRNA
W porównaniu z tradycyjnymi szczepionkami, szczepionki mRNA charakteryzują się prostymi procesami produkcyjnymi, dużą szybkością opracowywania, brakiem potrzeby hodowli komórkowej i niskimi kosztami.W porównaniu ze szczepionkami DNA, szczepionki mRNA nie muszą wchodzić do jądra i nie ma ryzyka integracji z genomem gospodarza.Okres półtrwania można regulować przez modyfikację.
Tabela 1: Zalety i wady szczepionek mRNA
|
| Korzyść | Niedociągnięcie |
| szczepionka mRNA | Szybkie badania i rozwój, produkcja szczepionek zajmuje tylko 40 dni | Wywołaj niepotrzebną odpowiedź immunologiczną
|
| Niestabilność mRNA w warunkach fizjologicznych, łatwa do degradacji | Nie zintegruje się z genomem, aby uniknąć możliwych mutacji terapeutycznych
| |
| Nie potrzeba żadnego sygnału lokalizacji jądrowej, transkrypcji | Skuteczność bezpiecznej broni jądrowej wymaga jeszcze weryfikacji
|
Rysunek 3: Schemat produkcji i przygotowania szczepionki mRNA [4]
Zestaw do izolacji wirusowego RNA firmy Foregene
RT-qPCR Easy (jeden krok)
Udoskonalone strategie przygotowania szczepionek mRNA
Ze względu na słabą stabilność samego mRNA, łatwą degradację przez nukleazy w tkankach, niską wydajność wejścia do komórki i niską wydajność translacji, wady te ograniczają zastosowanie szczepionek mRNA.Wydajność tłumaczenia również odgrywa bardzo ważną rolę.Nośniki dostarczające można podzielić na wektory wirusowe i wektory niewirusowe (w tym liposomy, nieliposomy, wirusy, nanocząstki itp.).Dlatego potrzebne są odpowiednie środki usprawniające.Poniżej przedstawiono strategię poprawy farmakologicznej przygotowania mRNA[2]
1 Zsyntetyzuj analogi czapeczki lub użyj enzymów czapeczkujących do stabilizacji mRNA i zwiększenia translacji białek poprzez wiązanie z eukariotycznym czynnikiem inicjującym translację 4E (EIF4E)
2 Dostosuj elementy w regionie nieulegającym translacji 5′ (UTR) i 3′-UTR, aby ustabilizować mRNA i zwiększyć translację białek
3 Dodanie ogona poli(A) może ustabilizować mRNA i zwiększyć translację białek
4 Zmodyfikowane nukleozydy w celu zmniejszenia wrodzonej aktywacji immunologicznej i zwiększenia translacji
5 Traktowanie RNazą III i oczyszczanie metodą szybkiej chromatografii cieczowej (FPLC) może zmniejszyć aktywację immunologiczną i zwiększyć translację
6 Zoptymalizuj sekwencje lub kodony, aby zwiększyć translację
7 Współdostarczanie czynników inicjacji translacji i innych metod zmiany translacji i immunogenności
Ryc. 4: Proces produkcji i składania mRNA transkrypcji in vitro (IVT) [5]
Przygotowanie plazmidowego DNA na dużą skalę
Oczyszczanie plazmidowego DNA usuwa głównie zanieczyszczenia, takie jak RNA, endotoksyny DNA z otwartym kołem, białko gospodarza i kwas nukleinowy gospodarza, i zwykle przekształca zrekombinowany plazmid w E. coli.E. coli poddaje się fermentacji o dużej gęstości, następnie oddziela się ciało stałe od cieczy i zbiera E. coli.Następnie E. coli poddaje się alkalicznej lizie, odśrodkowemu rozdzielaniu ciało stałe-ciecz i klarowaniu przez mikrofiltrację po lizie, ultrafiltracji i zatężaniu po klarowaniu, a następnie oczyszczaniu chromatograficznemu.
Oczyszczanie plazmidowego DNA:
Foregene General Plasmid Mini Kit
【1】苗鹤凡, 郭勇, 江新香.mRNA疫苗研究进展及挑战[J].免疫学杂志, 2016(05):446-449.
【2】Pardi N, Hogan MJ, Porter FW i in.Szczepionki mRNA — nowa era w wakcynologii[J].Nature Recenzje Odkrywanie leków, 2018.
【3】Kramps T., Elbers K. (2017) Wprowadzenie do szczepionek RNA.W: Kramps T., Elbers K. (red.) Szczepionki RNA.Metody w biologii molekularnej, tom 1499. Humana Press, Nowy Jork, NY.
【4】Maruggi G, Zhang C, Li J i in.mRNA jako technologia transformacyjna do opracowywania szczepionek w celu zwalczania chorób zakaźnych [J].Terapia molekularna, 2019.
【5】Sergio Linares-Fernández, Céline Lacroix, „Dostosowanie szczepionki mRNA do zrównoważenia wrodzonej/adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej”, Trendy w medycynie molekularnej, tom 26, wydanie 3,2020, strony 311-323.
Czas postu: 05-08-2021
