كيف تعمل لقاحات RNA الحمض النووي الريبي

في العقد الماضي ، كان تطوير لقاح الحمض النووي الريبي ممكنًا بسبب التقدم الكبير في تكنولوجيا اللقاح – كيف تعمل لقاحات الحمض النووي الريبي؟

تم استخدام اللقاحات التقليدية لحماية السكان من الأمراض المختلفة لأكثر من قرن. تتضمن آلية عملها عادةً حقن إبرة لإدخال نسخة ضعيفة أو معطلة من العامل الممرض إلى الجسم. يحتوي الممرض المحقون على مستضدات – بروتينات ترسل إشارات للخلايا المناعية بأن العامل الممرض “غريب”. ترتبط البروتينات المتخصصة التي تسمى الأجسام المضادة بالمستضد ، مما يؤدي إلى مزيد من الاستجابة المناعية لتدمير العامل الممرض. تقوم الأجسام المضادة بتخزين ذاكرة العامل الممرض المحدد ، بحيث عند تعرضها لنفس العامل المعدي ، يمكنها تحييد العامل الممرض بسرعة قبل ظهور الأعراض.

لقاح ار ان ايه

للأسف ، هذه اللقاحات التقليدية ليست مناسبة للوقاية من جميع الأمراض المعدية أو لعلاج معظم الأمراض غير المعدية ، بما في ذلك السرطان. علاوة على ذلك ، تتطلب الأمراض الفيروسية الناشئة بسرعة ، مثل فيروس الإيبولا وفيروس كورونا الجديد ، تطوير لقاح أسرع مما يمكن أن توفره اللقاحات التقليدية. تم تطوير لقاحات الحمض النووي – لقاحات تعتمد على الحمض النووي والحمض النووي الريبي – في التسعينيات كبديل للقاحات التقليدية ، ومع ذلك ، فقد قدمت مشكلات كبيرة في استقرارها وإيصالها. في العقد الماضي فقط ، تغلب تطوير لقاح الحمض النووي الريبي على أوجه القصور السابقة بسبب التقدم الكبير في تكنولوجيا اللقاح. ظهرت مجموعة واسعة من الدراسات قبل السريرية وعدد متزايد من التجارب البشرية ، مما يبشر بالخير.

إذن ، كيف يعمل لقاح الحمض النووي الريبي؟

ما هو RNA؟

Ribonuleic acid (RNA) هو حمض نووي يحمل معلومات ويحتوي على تعليمات مؤقتة بشأن البروتينات التي يجب إنتاجها في الخلية. هناك العديد من أشكال الحمض النووي الريبي ، ولكل منها وظيفة محددة في عملية تخليق البروتين التي تحدث في سيتوبلازم الخلية. على سبيل المثال ، يتم تكوين mRNA من الحمض النووي لنقل المعلومات الجينية اللازمة لتخليق البروتينات. هذا هو الشكل من RNA الذي يستخدم عادة في اللقاحات.

يمكن العثور على الحمض النووي الريبي في معظم الكائنات الحية ، مثل البشر والفيروسات. تعيش الفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي الريبي (RNA) كمادة وراثية أولية ، مثل فيروسات كورونا ، عن طريق غزو خلية مضيفة (أي بشرية) وتكرار RNA الخاص بها هناك. يمكن أن يتداخل هذا مع الوظائف النموذجية للخلية المضيفة لأن الحمض النووي الريبي الفيروسي يوجه الآن تركيب البروتين. وبهذه الطريقة ، فإن فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA) لديها القدرة على إلحاق أضرار بالغة بالأداء الصحي لجسم الإنسان.
ما هي أنواع لقاحات RNA الموجودة؟

يمكن استخدام فئتين من RNA في تطوير اللقاح: mRNA غير المتكاثر و RNA ذاتي التضخيم.

يتم تطوير لقاحات mRNA غير المتكاثرة في أنبوب اختبار ، مما يولد تسلسل mRNA الذي يشفر المستضد (المستضدات) المرتبط بالعامل المعدي أو الورم المعني.

تعتمد لقاحات الحمض النووي الريبي ذاتية التضخيم على المادة الجينية لفيروس RNA ذاتي التضخيم ، وهو في الغالب فيروس ألفا. عادةً ما تغزو فيروسات RNA خلايا مضيفها حيث تقوم بتكرار RNA لإنتاج مستوى أعلى من البروتينات الفيروسية. لصنع لقاح RNA ذاتي التضخيم ، تتم إزالة البروتين المعدي الموجود في فيروس RNA واستبداله بالجينات التي ترمز للمستضد (المستضدات) محل الاهتمام. مثل الفيروس ، يدخل لقاح الحمض النووي الريبي الخلية المضيفة حيث يمكنه تكرار الحمض النووي الريبي الخاص به لزيادة مستوى تخليق المستضد. يقوي التكاثر الذاتي مدة اللقاح وتأثيره في الجسم.

كيف تعمل لقاحات mRNA؟

يتم إدخال تعليمات mRNA لتوليف مستضد (مستضدات) محددة الممرض في الجسم. يحفز حقن اللقاحات القائمة على الحمض النووي الريبي الغدد الليمفاوية – التي تحتوي على خلايا مناعية متخصصة – على إرسال الخلايا والأجسام المضادة العارضة للمستضد إلى موقع الحقن. بمجرد أن يتم تناول اللقاح عن طريق الخلايا المتاحة لتقديم المستضد ، يتم ترجمة تسلسل الحمض النووي الريبي إلى المستضد (المستضدات) المطلوب. يشق المستضد (المستضدات) المُصنَّع حديثًا طريقه إلى سطح الخلايا حيث يجذب الأجسام المضادة. هذا يدفع الخلايا المناعية إلى التفاعل وتشكيل استجابة مناعية. .

تعمل اللقاحات القائمة على الحمض النووي الريبي بشكل مختلف اعتمادًا على ما إذا كان الغرض منها إنتاج مناعة ضد عامل معدي أو علاج مرض غير معدي مثل السرطان. تعمل لقاحات mRNA بشكل مشابه للقاحات التقليدية للحماية من الأمراض المعدية – تخزن الأجسام المضادة ذاكرة المستضد (المستضدات) الخاصة بالعوامل الممرضة لتحفيز استجابة مناعية سريعة وفعالة في حالة حدوث عدوى. بالنسبة للسرطان ، تهدف لقاحات mRNA إلى أن تكون علاجًا وليس أسلوبًا وقائيًا لتطوير الأورام. إن التعرف على المستضد (المستضدات) المصاحب للورم المصنوع في الخلية العارضة للمستضد يدفع الخلايا المناعية إلى مهاجمة الخلايا السرطانية التي تحتوي على نفس المستضدات على سطح الخلية.
كيف تدخل لقاحات الحمض النووي الريبي الخلايا المستهدفة؟

ركزت الأبحاث المبكرة على حقن mRNA “العاري” غير المتماثل مباشرة في الجسم ، ومع ذلك ، غالبًا ما يتدهور mRNA بسرعة ويكافح للوصول إلى داخل الخلية حيث يكون من الضروري العمل. لذلك ، تم تطوير أساليب مختلفة لتحسين الامتصاص الخلوي للقاحات الحمض النووي الريبي.

تشمل الأساليب الفيزيائية إطلاق الجينات أو التثقيب الكهربائي أو الحقن الدقيق. تركز جميع الأساليب المادية على تحسين إدخال الحمض النووي الريبي المعدل في الخلية المستهدفة. يمكن استخدام هذه الأساليب إما في جسم المريض أو في أنبوب الاختبار.

تعتمد النواقل الفيروسية على تعديل فيروسات الحمض النووي الريبي لتحل محل البروتينات الهيكلية المعدية بجينات تشفر المستضد (المستضدات) محل الاهتمام. يتم حقن اللقاح عادة في الجسم حيث يمكن أن يدخل الخلية المستهدفة من خلال طرق الامتصاص التي يستخدمها الفيروس عادة لإصابة الخلايا. تُستخدم هذه الطريقة بشكل شائع لإيصال لقاحات الحمض النووي الريبي ذاتية التضخيم.

تغلف النواقل غير الفيروسية الحمض النووي الريبي المعدل أثناء النقل. النواقل الدهنية هي أكثر النواقل غير الفيروسية شيوعًا بناءً على امتصاصها الخلوي الفعال. تشكل الجسيمات النانوية الدهنية غلافًا حول الحمض النووي الريبي لمساعدته على دخول الخلية المستهدفة. في حين أن آلية توصيله غير مفهومة تمامًا ، يُعتقد أن الجسيمات النانوية الدهنية تبتلعها الخلايا المستهدفة.

التحميل خارج الجسم الحي للخلايا المتغصنة – الخلايا المتخصصة التي تقدم المستضد – يلغي الحاجة إلى الامتصاص الخلوي للـ mRNA داخل الجسم. يبدأ بإزالة الخلايا التغصنية من دم المريض ووضعها في أنبوب اختبار حيث يتم إدخال مرنا غير متماثل في سيتوبلازم الخلية. ثم يتم حقن الخلايا المتغصنة المحملة بالـ mRNA في جسم الفرد. تم استخدام التحميل خارج الجسم الحي للخلايا المتغصنة بشكل أساسي في علاج السرطان ، ومع ذلك ، فإنه يمكن أن يمنع أو يعالج العوامل المعدية.

التجارب السريرية

في التجارب المبكرة قبل السريرية والسريرية ، تم اختبار لقاحات mRNA غير المتكاثرة بشكل أكثر شيوعًا ، مع طريقتين نموذجيتين للتوصيل هما الحقن المباشر والتحميل خارج الجسم الحي للخلايا المتغصنة. تم اختبار لقاحات mRNA قبل السريرية في نماذج حيوانية في المقام الأول ، مما يدل على سلامتها ، وقدرات التصميم والإنتاج السريعة ، وتعدد الاستخدامات في مجموعة متنوعة من العوامل المعدية.

ذكرت النتائج المبكرة من التجارب البشرية القليلة الأولى نتائج أكثر تواضعًا من التجارب العديدة قبل السريرية. يشير هذا إلى أن بيانات التجارب البشرية مهمة في تحديد فعالية اللقاحات القائمة على الحمض النووي الريبي.

في الآونة الأخيرة ، اكتسبت لقاحات mRNA ذاتية التضخيم الاهتمام ، لا سيما في تطوير لقاح covid-19. أفادت إحدى الدراسات التي تختبر فعالية mRNA ذاتي التضخيم المغلف داخل الجسيمات النانوية الدهنية في الفئران ، أن اللقاح قدم استجابات مناعية وقائية ضد الفيروس المخلوي التنفسي. تجري حاليًا التجارب البشرية الحالية لكل من لقاحات الحمض النووي الريبي ذاتية التضخيم ولقاحات mRNA غير المتكاثرة للحماية من فيروس كورونا الجديد مع بعض اللقاحات التي تُظهر نتائج أولية واعدة ، مثل لقاح mRNA-1273 من Moderna.
لقاحات الحمض النووي الريبي مقابل الحمض النووي

شهدت السنوات الأخيرة تقدمًا مثيرًا للإعجاب في تطوير لقاح قائم على الحمض النووي الريبي. بفضل تقنية لقاح الحمض النووي الريبي المحسّن ، تتمتع بمزايا عديدة تفوق لقاحات الحمض النووي.

على سبيل المثال ، تعتبر اللقاحات القائمة على الحمض النووي الريبي أكثر أمانًا من لقاحات الحمض النووي. يتم تسليم لقاحات mRNA إلى السيتوبلازم مما يمنع الاندماج في جينوم الخلية المضيفة. هذا يضمن أن تسلسل الحمض النووي الطبيعي للخلية لن يتغير بواسطة اللقاح. في المقابل ، يتم تسليم لقاحات الحمض النووي إلى نواة الخلية – حيث يوجد جينوم الخلية – مما يعرض للخطر التكامل. علاوة على ذلك ، تتمتع mRNA بنصف عمر قصير نسبيًا في الجسم وسيتم تدميره بشكل طبيعي من خلال العمليات الخلوية في الجسم.

استنادًا إلى آلية إنتاج المستضد (المستضدات) اللازمة لتحفيز الاستجابة المناعية ، تعد اللقاحات القائمة على الحمض النووي الريبي أكثر فعالية من لقاحات الحمض النووي. في حين أن mRNA المعدل قادر على إنتاج مستضده (مستضداته) المشفر في الخلية بسرعة ، يجب على لقاحات الحمض النووي أولاً إنتاج mRNA اللازم لتخليق المستضد (المستضدات). أخيرًا ، تعتبر اللقاحات القائمة على الحمض النووي الريبي سريعة وغير مكلفة الصنع في أنابيب الاختبار مقارنة بتطوير لقاح الحمض النووي.

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

اصعب واسهل تخصصات الهندسة

كيفية التعرف على العلامات المبكرة لمرض الذئبة

فوائد الطماطم للقلب والبشرة والوقاية من السرطان

أربع فوائد صحية للعناق أو الحضن