Τι είναι το εμβόλιο mRNA
Το εμβόλιο mRNA μεταφέρει RNA στα κύτταρα του σώματος για να εκφράσει και να παράγει πρωτεϊνικά αντιγόνα μετά από σχετικές τροποποιήσεις in vitro, οδηγώντας έτσι το σώμα να παράγει μια ανοσολογική απόκριση ενάντια στο αντιγόνο, επεκτείνοντας έτσι την ανοσοποιητική ικανότητα του σώματος[1,3].
Εικόνα 1: Σχηματικό διάγραμμα της επίδρασης της άμεσης έγχυσης του εμβολίου mRNA [2]
Ταξινόμηση εμβολίων mRNA
Τα εμβόλια mRNA χωρίζονται σε δύο τύπους:μη αναπαραγόμενοmRNA καιαυτοενισχυόμενοςmRNA: το αυτοενισχυόμενο mRNA όχι μόνο κωδικοποιεί το αντιγόνο-στόχο, αλλά κωδικοποιεί επίσης την αντιγραφή που επιτρέπει την ενίσχυση του ενδοκυτταρικού RNA και τον μηχανισμό έκφρασης πρωτεΐνης.Τα μη αναδιπλασιαζόμενα εμβόλια mRNA κωδικοποιούν μόνο αντιγόνα-στόχους και περιέχουν 5'και 3'μη μεταφρασμένες περιοχές (UTR).Παρέχουν ολοκληρωμένη διέγερση προσαρμοστικότητας και έμφυτης ανοσίας, συγκεκριμένα έκφραση αντιγόνου in situ και μετάδοση σήματος κινδύνου, και έχουν τις ακόλουθες εφαρμογές Χαρακτηριστικά[2,3]
●Μπορεί να παρέχει ολοκληρωμένη διέγερση της προσαρμοστικότητας και της έμφυτης ανοσίας, συγκεκριμένα έκφραση αντιγόνου in situ και μετάδοση σήματος κινδύνου
●Μπορεί να προκαλέσει μια «ισορροπημένη» ανοσολογική απόκριση, συμπεριλαμβανομένων των χυμικών και κυτταρικών τελεστών και της ανοσολογικής μνήμης
●Μπορεί να συνδυάσει διαφορετικά αντιγόνα χωρίς να αυξάνει την πολυπλοκότητα της σύνθεσης του εμβολίου
●Συνεχής βελτίωση του ανοσοποιητικού δυναμικού μπορεί να επιτευχθεί μέσω επαναλαμβανόμενου εμβολιασμού και δεν υπάρχει ή υπάρχει μικρή ανοσολογική απόκριση στον φορέα
●Τα θερμικά σταθερά εμβόλια mRNA μπορούν να απλοποιήσουν τη μεταφορά και αποθήκευση των εμβολίων
Εικόνα 2: Σχηματικό διάγραμμα του εμβολίου mRNA και του μηχανισμού έκφρασης αντιγόνου του [4]
Χαρακτηριστικά των εμβολίων mRNA
Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά εμβόλια, τα εμβόλια mRNA έχουν απλές διαδικασίες παραγωγής, γρήγορες ταχύτητες ανάπτυξης, δεν χρειάζονται κυτταρική καλλιέργεια και χαμηλό κόστος.Σε σύγκριση με τα εμβόλια DNA, τα εμβόλια mRNA δεν χρειάζεται να εισέλθουν στον πυρήνα και δεν υπάρχει κίνδυνος ενσωμάτωσης στο γονιδίωμα του ξενιστή.Ο χρόνος ημιζωής μπορεί να ρυθμιστεί με τροποποίηση.
Πίνακας 1: Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των εμβολίων mRNA
|
| Πλεονέκτημα | Ελλειψη |
| mRNA εμβόλιο | Ταχεία έρευνα και ανάπτυξη, η παραγωγή εμβολίου διαρκεί μόνο 40 ημέρες | Πυροδοτήστε μια περιττή ανοσολογική απόκριση
|
| Αστάθεια mRNA κάτω από φυσιολογικές συνθήκες, εύκολο να αποικοδομηθεί | Δεν θα ενσωματωθεί στο γονιδίωμα για να αποφευχθούν πιθανές θεραπευτικές μεταλλάξεις
| |
| Δεν χρειάζεται κανένα σήμα πυρηνικού εντοπισμού, μεταγραφή | Απομένει να επαληθευτεί η αποτελεσματικότητα της πυρηνικής ασφάλειας
|
Εικόνα 3: Διάγραμμα ροής παραγωγής και παρασκευής εμβολίου mRNA [4]
Κιτ απομόνωσης ιού RNA Foregene
RT-qPCR Easy (Ένα Βήμα)
Βελτιωμένες στρατηγικές για την παρασκευή εμβολίων mRNA
Λόγω της κακής σταθερότητας του ίδιου του mRNA, της εύκολης αποικοδόμησης από τις νουκλεάσες στους ιστούς, της χαμηλής αποτελεσματικότητας εισόδου στα κύτταρα και της χαμηλής απόδοσης μετάφρασης, αυτά τα ελαττώματα περιορίζουν την εφαρμογή εμβολίων mRNA.Η αποτελεσματικότητα της μετάφρασης παίζει επίσης πολύ κρίσιμο ρόλο.Τα οχήματα παράδοσης μπορούν να χωριστούν σε ιικούς φορείς και μη ιικούς φορείς (συμπεριλαμβανομένων λιποσωμάτων, μη λιποσωμάτων, ιών, νανοσωματιδίων, κ.λπ.).Ως εκ τούτου, απαιτούνται σχετικά μέτρα βελτίωσης.Ακολουθεί μια στρατηγική φαρμακολογικής βελτίωσης για την παρασκευή mRNA[2]
1 Συνθέστε ανάλογα καπακιού ή χρησιμοποιήστε ένζυμα κάλυψης για να σταθεροποιήσετε το mRNA και να αυξήσετε τη μετάφραση πρωτεΐνης δεσμεύοντας στον ευκαρυωτικό παράγοντα έναρξης μετάφρασης 4Ε (EIF4E)
2 Προσαρμόστε τα στοιχεία στην 5'-αμετάφραστη περιοχή (UTR) και 3'-UTR για να σταθεροποιήσετε το mRNA και να αυξήσετε τη μετάφραση πρωτεΐνης
3 Η προσθήκη ουράς Poly(A) μπορεί να σταθεροποιήσει το mRNA και να αυξήσει τη μετάφραση πρωτεΐνης
4 Τροποποιημένοι νουκλεοσίτες για μείωση της έμφυτης ανοσολογικής ενεργοποίησης και αύξηση της μετάφρασης
5 Η θεραπεία με RNase III και καθαρισμός ταχείας πρωτεΐνης υγρής χρωματογραφίας (FPLC) μπορεί να μειώσει την ανοσολογική ενεργοποίηση και να αυξήσει τη μετάφραση
6 Βελτιστοποιήστε ακολουθίες ή κωδικόνια για να αυξήσετε τη μετάφραση
7 Συν-παράδοση παραγόντων έναρξης μετάφρασης και άλλων μεθόδων για την αλλαγή της μετάφρασης και της ανοσογονικότητας
Εικόνα 4: in vitro μεταγραφή (IVT) mRNA παραγωγής και διαδικασία συναρμολόγησης [5]
Μεγάλης κλίμακας Παρασκευή πλασμιδικού DNA
Ο καθαρισμός πλασμιδικού DNA αφαιρεί κυρίως μολυντές όπως το RNA, την ενδοτοξίνη DNA ανοιχτού κύκλου, την πρωτεΐνη ξενιστή και το νουκλεϊκό οξύ του ξενιστή και συνήθως μετατρέπει το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο σε E. coli.Το E. coli υφίσταται ζύμωση υψηλής πυκνότητας, στη συνέχεια διαχωρισμός στερεού-υγρού και συλλογή E. coli.Το Ε. coli στη συνέχεια υποβάλλεται σε αλκαλική λύση, φυγοκεντρικό διαχωρισμό στερεού-υγρού και διαύγαση μικροδιήθησης μετά τη λύση, υπερδιήθηση και συμπύκνωση μετά τη διαύγαση, και στη συνέχεια χρωματογραφικό καθαρισμό.
Καθαρισμός πλασμιδικού 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 Ν, Hogan MJ, Porter FW, et αϊ.Εμβόλια mRNA — μια νέα εποχή στην εμβολιολογία[J].Nature Reviews Drug Discovery, 2018.
【3】Kramps T., Elbers K. (2017) Introduction to RNA Vaccines.Στο: Kramps Τ., Elbers Κ. (επιμ.) RNA Vaccines.Methods ίη Molecular Biology, τόμος 1499. Humana Press, Νέα Υόρκη, ΝΥ.
【4】Maruggi G, Zhang C, Li J, et al.Το mRNA ως μετασχηματιστική τεχνολογία για την ανάπτυξη εμβολίων για τον έλεγχο μολυσματικών ασθενειών[J].Μοριακή Θεραπεία, 2019.
【5】Sergio Linares-Fernández, Céline Lacroix, Προσαρμογή εμβολίου mRNA για την εξισορρόπηση της έμφυτης/προσαρμοστικής ανοσολογικής απόκρισης, Τάσεις στη Μοριακή Ιατρική, Τόμος 26, Τεύχος 3,2020, Σελίδες 311-323.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-05-2021
