Nucleïnezuurvaccins gebruiken mRNA om cellen instructies te geven over hoe ze een gewenst eiwit kunnen produceren. Libre de Droit/iStock via Getty Images
De twee meest succesvolle coronavirusvaccins die in de VS zijn ontwikkeld – de Pfizer- en Moderna-vaccins – zijn beide mRNA-vaccins. Het idee om genetisch materiaal te gebruiken om een immuunrespons te produceren, heeft een wereld van onderzoek en potentieel medisch gebruik geopend dat ver buiten het bereik van traditionele vaccins ligt. Deborah Fuller is een microbioloog aan de Universiteit van Washington, die al meer dan 20 jaar genetische vaccins bestudeert. We spraken haar over de toekomst van mRNA-vaccins voor The Conversation Weekly podcast. Hieronder staan fragmenten uit dat gesprek die zijn bewerkt voor lengte en duidelijkheid.
Hoe lang zijn op genen gebaseerde vaccins in ontwikkeling?
Dit type vaccin is in de maak voor: ongeveer 30 jaar. Nucleïnezuurvaccins zijn gebaseerd op het idee dat DNA RNA maakt en vervolgens RNA eiwitten. Als we voor elk eiwit de genetische sequentie of code kennen, kunnen we een mRNA- of DNA-molecuul ontwerpen dat de cellen van een persoon ertoe aanzet om het te gaan maken.
Toen we voor het eerst dachten aan dit idee om een genetische code in iemands cellen te plaatsen, bestudeerden we zowel DNA als RNA. De mRNA-vaccins werkten aanvankelijk niet erg goed. Zij waren onstabiel en ze veroorzaakten behoorlijk sterke immuunreacties die waren: niet per se wenselijk. Heel lang stonden DNA-vaccins op de voorgrond, en de zeer... eerste klinische proeven waren met een DNA-vaccin.
Maar ongeveer zeven of acht jaar geleden begonnen mRNA-vaccins het voortouw te nemen. Onderzoekers hebben veel van de problemen opgelost, met name de instabiliteit – en ontdekt nieuwe technologieën om mRNA te leveren in cellen en manieren om de coderende sequentie te wijzigen om de vaccins een stuk veiliger maken voor gebruik bij mensen.
Toen die problemen eenmaal waren opgelost, was de technologie echt klaar om een revolutionair hulpmiddel voor de geneeskunde te worden. Dit was net toen COVID-19 toesloeg.
Wat maakt nucleïnezuurvaccins anders dan traditionele vaccins?
De meeste vaccins induceren antilichaamreacties. Antilichamen zijn het primaire immuunsysteem dat infecties blokkeert. Toen we begonnen met het bestuderen van nucleïnezuurvaccins, ontdekten we dat, omdat deze vaccins tot expressie worden gebracht in onze cellen, ze ook… zeer effectief in het induceren van een T-celrespons. Deze ontdekking zette echt aan tot nadenken over hoe onderzoekers nucleïnezuurvaccins kunnen gebruiken, niet alleen voor infectieziekten, maar ook voor immunotherapie voor de behandeling van kankers en chronische infectieziekten – zoals hiv, hepatitis B en herpes – evenals auto-immuunziekten en zelfs voor gentherapie .
Hoe kan een vaccin kanker of chronische infectieziekten behandelen?
T-celreacties zijn erg belangrijk voor het identificeren van cellen die zijn geïnfecteerd met chronische ziekten en afwijkende kankercellen. Ze spelen ook een grote rol bij het verwijderen van deze cellen uit het lichaam.
Wanneer een cel kankerachtig wordt, begint met het produceren van neoantigenen. In normale gevallen detecteert het immuunsysteem deze neo-antigenen, herkent het dat er iets mis is met de cel en elimineert het. De reden dat sommige mensen tumoren krijgen, is dat hun immuunsysteem niet helemaal in staat is om de tumorcellen te elimineren, zodat de cellen zich voortplanten.
Met een mRNA- of DNA-vaccin is het doel om uw lichaam beter in staat te stellen de zeer specifieke neo-antigenen te herkennen die de kankercel heeft geproduceerd. Als je immuunsysteem die beter kan herkennen en zien, zal het dat ook doen vallen de kankercellen aan en elimineren ze uit het lichaam.
Dezelfde strategie kan worden toegepast op de eliminatie van chronische infecties zoals hiv, hepatitis B en herpes. Deze virussen infecteren het menselijk lichaam en blijven voor altijd in het lichaam, tenzij het immuunsysteem ze elimineert. Net zoals nucleïnezuurvaccins het immuunsysteem kunnen trainen om kankercellen te elimineren, kunnen ze worden gebruikt om onze immuuncellen te trainen om chronisch geïnfecteerde cellen te herkennen en te elimineren.
Wat is de status van deze vaccins?
Enkele van de allereerste klinische proeven met nucleïnezuurvaccins vonden plaats in de jaren negentig en waren voor kanker, vooral voor melanoma.
Vandaag zijn er een aantal lopende klinische mRNA-onderzoeken voor de behandeling van melanoom, prostaatkanker, eierstokkanker, borstkanker, leukemie, glioblastoom en andere, en er zijn enkele veelbelovende resultaten geboekt. Moderna heeft onlangs veelbelovende resultaten aangekondigd met haar fase 1-studie met mRNA om behandeling van solide tumoren en lymfoom
Er zijn ook veel lopende onderzoeken naar DNA-vaccins tegen kanker, omdat DNA-vaccins dat zijn bijzonder effectief bij het induceren van T-celreacties. Een bedrijf genaamd Inovio heeft onlangs een significant effect aangetoond op baarmoederhalskanker veroorzaakt door het humaan papillomavirus bij vrouwen met behulp van een DNA-vaccin.
Kunnen nucleïnezuurvaccins auto-immuunziekten behandelen?
Auto-immuunziekten treden op wanneer de immuuncellen van een persoon een deel van het eigen lichaam van de persoon aanvallen. Een voorbeeld hiervan is multiple sclerose. Als u multiple sclerose heeft, is uw eigen immuuncellen vallen myeline aan, een eiwit dat de zenuwcellen in je spieren omhult.
De manier om een auto-immuunziekte te elimineren, is door uw immuuncellen te moduleren om te voorkomen dat ze uw eigen eiwitten aanvallen. In tegenstelling tot vaccins, die tot doel hebben het immuunsysteem te stimuleren iets beter te herkennen, probeert de behandeling van auto-immuunziekten het immuunsysteem te dempen, zodat het stopt met aanvallen op iets dat het niet zou moeten doen. Onlangs hebben onderzoekers een mRNA-vaccin gemaakt dat codeert voor een myeline-eiwit met licht aangepaste genetische instructies om te voorkomen dat het immuunresponsen stimuleert. In plaats van normale T-cellen te activeren die de immuunrespons verhogen, zorgde het vaccin ervoor dat het lichaam produceren T-regulerende cellen dat specifiek alleen de T-cellen onderdrukte die myeline aanvielen.
Veel ziekten ontstaan wanneer mensen mutaties hebben of bepaalde genen missen, en nucleïnezuurvaccins kunnen fungeren als tijdelijke vervangingen voor de ontbrekende genen. ttsz/iStock via Getty Images
Nog andere toepassingen van de nieuwe vaccintechnologie?
De laatste toepassing is eigenlijk een van de allereerste dingen waar onderzoekers aan dachten om DNA- en mRNA-vaccins te gebruiken voor: gentherapie. Sommige mensen worden geboren zonder bepaalde genen. Het doel van gentherapie is om cellen te voorzien van de ontbrekende instructies die ze nodig hebben om een belangrijk eiwit te produceren.
Een goed voorbeeld hiervan is cystische fibrose, een genetische ziekte die wordt veroorzaakt door mutaties in een enkel gen. Met behulp van DNA of een mRNA-vaccin onderzoeken onderzoekers de haalbaarheid om het ontbrekende gen in wezen te vervangen en iemands lichaam toe te staan tijdelijk het ontbrekende eiwit produceren. Als het eiwit eenmaal aanwezig is, kunnen de symptomen verdwijnen, in ieder geval tijdelijk. Het mRNA zou niet lang in het menselijk lichaam blijven bestaan, noch zou het in het genoom van mensen integreren of het genoom op enigerlei wijze veranderen. Er zouden dus extra doses nodig zijn naarmate het effect minder werd.
Onderzoek heeft uitgewezen dat dit concept haalbaar is, maar er is nog wel wat werk aan.
Over de auteur
Deborah Fuller, hoogleraar Microbiologie, School of Medicine, Universiteit van Washington
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Related Books:
Het lichaam houdt de score bij: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
door Bessel van der Kolk
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen trauma en fysieke en mentale gezondheid en biedt inzichten en strategieën voor genezing en herstel.
Klik voor meer info of om te bestellen
Adem: de nieuwe wetenschap van een verloren kunst
door James Nestor
Dit boek verkent de wetenschap en praktijk van ademhalen en biedt inzichten en technieken voor het verbeteren van de fysieke en mentale gezondheid.
Klik voor meer info of om te bestellen
De plantenparadox: de verborgen gevaren van 'gezond' voedsel dat ziekten en gewichtstoename veroorzaakt
door Steven R. Gundry
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen voeding, gezondheid en ziekte en biedt inzichten en strategieën om de algehele gezondheid en het welzijn te verbeteren.
Klik voor meer info of om te bestellen
De immuniteitscode: het nieuwe paradigma voor echte gezondheid en radicale antiveroudering
door Joël Greene
Dit boek biedt een nieuw perspectief op gezondheid en immuniteit, gebaseerd op principes van epigenetica en biedt inzichten en strategieën voor het optimaliseren van gezondheid en veroudering.
Klik voor meer info of om te bestellen
De complete gids voor vasten: genees uw lichaam door middel van intermitterend, afwisselende dagen en langdurig vasten
door dr. Jason Fung en Jimmy Moore
Dit boek onderzoekt de wetenschap en praktijk van vasten en biedt inzichten en strategieën voor het verbeteren van de algehele gezondheid en welzijn.
