Τα mRNA εμβόλια ανοίγουν νέους θεραπευτικούς ορίζοντες
Η παρασκευή των mRNA εμβολίων όχι μόνο παρείχε στις δυτικές κοινωνίες που έχουν πρόσβαση σε αυτά, πολύ ισχυρά όπλα στην καταπολέμηση της πανδημίας αλλά επιτάχυνε και την έρευνα για την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων για την αντιμετώπιση διάφορων τύπων καρκίνου. Δεκάδες κλινικές μελέτες για κακοήθειες του δέρματος, του εντέρου, του εγκεφάλου κ.α. βρίσκονται σε εξέλιξη και τα αποτελέσματά τους ενδέχεται να αλλάξουν ριζικά τον τρόπο αντιμετώπισης αυτών των νοσημάτων.
Τα πλεονεκτήματα των mRNA εμβολίων
Το mRNA (messenger ribonucleic acid) διαδραματίζει εξέχοντα ρόλο στη λειτουργία των κυττάρων. Είναι το «αγγελιοφόρο» μόριο που μεταφέρει τη γενετική πληροφορία από το DNA για την παραγωγή μιας πρωτεΐνης στα οργανίδια του κυττάρου που επιτελούν τη συγκεκριμένη διαδικασία. Χωρίς το mRNA, οι γενετικές πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στο DNA δεν θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να παραχθούν οι χιλιάδες διαφορετικές πρωτεΐνες που αποτελούν θεμελιώδη συστατικά του κυττάρου, απαραίτητα για τη δομή και την λειτουργία του.
Γνωρίζοντας τον καθοριστικό ρόλο του mRNA για τη μετατροπή της γενετικής πληροφορίας σε πρωτεΐνη, η επιστημονική κοινότητα αναζήτησε σε αυτό νέους θεραπευτικούς δρόμους. Η ιδέα για τη χορήγηση χημικά συντιθέμενου mRNA σε κύτταρα για να παράγουν την επιθυμητή πρωτεΐνη αξιοποιώντας τους μηχανισμούς πρωτεϊνοσύνθεσής τους, άρχισε σιγά σιγά να παίρνει σάρκα και οστά. Το 1990 κατορθώθηκε η in vitro παρασκευή ενός μορίου mRNA και η χορήγησή του σε ποντίκια, τα οποία ξεκίνησαν να παράγουν την επιθυμητή πρωτεΐνη. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν και άλλες μελέτες σε μοντέλα ζώων χωρίς, ωστόσο, να ακολουθήσει ανάλογη επιτάχυνση στις εξελίξεις στο πεδίο των θεραπειών. Η χημική σύσταση του mRNA που το καθιστά ευαίσθητο στη διάσπαση σε συνδυασμό με την αδυναμία εντοπισμού του κατάλληλου τρόπου για την επιτυχή μεταφορά του μέσα στα κύτταρα αποτελούσαν μέχρι πρότινος τα μεγαλύτερα εμπόδια.
Με την παρασκευή των εμβολίων mRNA για την αντιμετώπιση του κορωνοϊού τα προβλήματα που σχετίζονται με τη χρήση του επιλύθηκαν σε μεγάλο βαθμό. Έτσι κατορθώθηκε η μαζική παραγωγή ασφαλών και αποτελεσματικών mRNA εμβολίων, σε μικρό χρονικό διάστημα, με σχετικά χαμηλό κόστος. Τα εμβόλια αυτά αποτελούνται από μόρια mRNA τα οποία περιβάλλονται από ένα προστατευτικό περίβλημα από μικροσκοπικά λίπη και έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα συμβατικά εμβόλια. Χρησιμοποιώντας πρωτεΐνες που συμβάλλουν στη σύνθεση mRNA με βάση το συμπληρωματικό μόριο DNA και γνωρίζοντας την αλληλουχία του DNA που είναι υπεύθυνη για την πρωτεϊνη- στόχο, μπορεί να παραχθεί το αντίστοιχο mRNA με μια απλή διαδικασία χημικών αντιδράσεων, in vitro, γρήγορα και σε μεγάλες ποσότητες. Σε αντίθεση με τα συμβατικά εμβόλια, δεν χρησιμοποιούνται για την είσοδό τους στα κύτταρα «οχήματα» μεταφοράς όπως τροποποιημένοι ιοί. Μπορούν πλέον να μεταφερθούν εύκολα μέσα στα κύτταρα όπου εκεί αρχίζουν να συντίθενται οι επιθυμητές πρωτεΐνες. Καταστρέφονται γρήγορα από πρωτεΐνες του κυττάρου, δεν εισέρχονται στον πυρήνα του και δεν ενσωματώνονται στο DNA. Επομένως θεωρούνται πολύ ασφαλή.
Τα mRNA εμβόλια στη μάχη εναντίον του καρκίνου
Η ανοσοθεραπεία για την αντιμετώπιση του καρκίνου έχει ως στόχο την ενεργοποίηση της ανοσολογικής απόκρισης του ασθενούς έτσι ώστε ο ίδιος ο οργανισμός του να επιτεθεί στα καρκινικά κύτταρα. Ένα πολλά υποσχόμενο μέρος των ερευνών στον τομέα αυτό αποτελούν τα mRNA εμβόλια. Δρώντας θεραπευτικά και σε συνδυασμό με άλλα φάρμακα, τα mRNA εμβόλια έχουν ως στόχο τη διέγερση των κυττάρων του ανοσοποιητικού έτσι ώστε να εξολοθρεύσουν τον όγκο.
Τα καρκινικά κύτταρα προκύπτουν όταν φυσιολογικά κύτταρα συσσωρεύουν μεταλλάξεις που τα οδηγούν να πολλαπλασιάζονται ανεξέλεγκτα. Με τη διαθέσιμη τεχνολογία είναι πλέον εφικτός ο προσδιορισμός των μεταλλάξεων από δείγματα όγκου ενός ασθενούς που κάνουν τα καρκινικά κύτταρα να ξεχωρίζουν σε σχέση με τα φυσιολογικά κύτταρα. Έπειτα μπορεί αυτή η πληροφορία να αξιοποιηθεί έτσι ώστε να σχεδιαστούν και να παρασκευαστούν mRNA εμβόλια που μπορούν να εκπαιδεύουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος έτσι ώστε να επιτίθενται στον όγκο και να τον συρρικνώνουν, στοχεύοντας ειδικά τα καρκινικά κύτταρα και αφήνοντας ανέπαφα τα υγιή. Έτσι δίνεται η δυνατότητα εξατομικευμένης θεραπείας με βάση τα μοναδικά μοριακά χαρακτηριστικά του όγκου του ασθενούς. Πλέον υπάρχουν ήδη δημοσιευμένες μελέτες που δείχνουν ότι η συγκεκριμένη προσέγγιση μπορεί να δώσει χειροπιαστά αποτελέσματα.
Η χορήγηση εμβολίων που περιέχουν mRNA που ευθύνεται για την παραγωγή πρωτεϊνών, όπως κυτταροκινών, που ενεργοποιούν κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που δρουν εναντίων των καρκινικών κυττάρων, θεωρείται μια ακόμη αξιόλογη ερευνητική προσέγγιση με πιθανή κλινική εφαρμογή. Πολλές μελέτες σε προκλινικό επίπεδο κατόρθωσαν να βελτιώσουν τα mRNA εμβόλια είτε με χημικές τροποποιήσεις της δομής του mRNA που αυξάνουν τη σταθερότητά του και την παραγωγή της αντίστοιχης πρωτεΐνης, είτε με βελτιώσεις στον τρόπο εισαγωγής του στα κύτταρα.
Ο σχεδιασμός των κατάλληλων mRNA που επάγουν όχι μόνο την παραγωγή αντισωμάτων έναντι πρωτεϊνών των καρκινικών κυττάρων αλλά και την ενεργοποίηση των κυττάρων του ανοσοποιητικού που μπορούν να τα καταπολεμήσουν, αποτελούν σοβαρά ζητήματα που απασχολούν την έρευνα στο συγκεκριμένο πεδίο. Άλλα εμπόδια προκύπτουν από το μικροπεριβάλλον του όγκου που μπορεί να εμποδίζει την πρόσβαση στα κύτταρα του ανοσοποιητικού. Παρόλο που ο δρόμος προς τη θεραπεία του καρκίνου φαντάζει ακόμα μακρύς, πλέον περισσότερες από είκοσι κλινικές δοκιμές με mRNA εμβόλια για τη θεραπεία διάφορων, συχνά δύσκολα αντιμετωπίσιμων, τύπων κακοηθειών βρίσκονται σε εξέλιξη και τα αποτελέσματά τους φαίνεται ότι θα μας απασχολήσουν πολύ στο άμεσο μέλλον.
Πηγές:
1. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al. mRNA vaccines - a new era in vaccinology. Nat Rev Drug Discov 17, 261–279 (2018).
2. Miao, L., Zhang, Y. & Huang, L. mRNA vaccine for cancer immunotherapy. Mol Cancer 20, 41 (2021).
