لقاح COVID-19 mRNA: علامة فارقة في العلوم ومغير قواعد اللعبة في الطب

Viral proteins are administered as antigen in the form of a vaccine and the immune system of the body forms antibodies against the given antigen thus providing protection against any future infection. Interestingly, this is first time in human history that the corresponding mRNA itself is being given in the form of a vaccine that uses the cell machinery for expression/translation of the antigen/protein. This effectively turns cells of the body into factory for producing antigen, which in turn provides active حصانة by generating antibodies. These mRNA vaccines have been found to be safe and effective in human clinical trials. And, now, the COVID-19 مرنا vaccine BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) is being administered to the people as per the protocol. As the first duly approved mRNA vaccine, this is a milestone in science that has ushered in new era in دواء and drug delivery. This could soon see application of the مرنا technology for cancer treatment, range of vaccines for other diseases, and thus possibly changing practice of medicine and shape pharmaceutical industry altogether in future.  

إذا كانت هناك حاجة إلى بروتين داخل الخلية لعلاج حالة مرضية أو للعمل كمستضد لتنمية المناعة النشطة ، فيجب نقل هذا البروتين إلى الخلية بأمان في شكل سليم. لا تزال هذه مهمة شاقة. هل يمكن التعبير عن البروتين مباشرة في الخلية عن طريق حقن الحمض النووي المقابل (DNA أو RNA) ، والذي يستخدم بعد ذلك الآلية الخلوية للتعبير؟ 

A group of researchers conceived the idea of nucleic acid encoded drug and demonstrated for the first time in 1990 that direct injection of مرنا in to mouse muscle led to expression of encoded protein in the muscle cells¹. وقد فتح هذا إمكانية العلاجات القائمة على الجينات ، وكذلك اللقاحات الجينية. تم اعتبار هذا التطور بمثابة تقنية تخريبية سيتم على أساسها قياس تقنيات اللقاحات المستقبلية ².

The thought process quickly shifted from ‘gene- based’ to ‘مرنا-based’ information transfer because mRNA offered several advantages compared to الحمض النووي لأن mRNA لا يتكامل في الجينوم (وبالتالي لا يوجد تكامل جيني ضار) ولا يتكاثر. يحتوي فقط على العناصر المطلوبة مباشرة للتعبير عن البروتين. من النادر إعادة التركيب بين الحمض النووي الريبي المنفرد الذي تقطعت به السبل. علاوة على ذلك ، فإنه يتفكك في غضون أيام قليلة داخل الخلايا. تجعل هذه الميزات mRNA أكثر ملاءمة كمعلومات آمنة وعابرة تحمل جزيءًا ليكون بمثابة ناقل لتطوير لقاح قائم على الجينات ³. مع التقدم في التكنولوجيا خاصة فيما يتعلق بتوليف mRNAs المهندسة مع الرموز الصحيحة التي يمكن تسليمها في الخلايا لتعبير البروتين ، اتسع النطاق من اللقاحات للأدوية العلاجية. بدأ استخدام mRNA في جذب الانتباه كفئة عقاقير ذات تطبيقات محتملة في مجالات العلاج المناعي للسرطان ، ولقاحات الأمراض المعدية ، والتحريض المستند إلى mRNA للخلايا الجذعية متعددة القدرات ، والتسليم بمساعدة mRNA للنوكليازات المصممة لهندسة الجينوم ، إلخ. ⁴.  

ظهور لقاحات mRNA وحصلت العلاجات على مزيد من التألق من خلال نتائج التجارب قبل السريرية. تم العثور على هذه اللقاحات لإثارة استجابة مناعية قوية ضد أهداف الأمراض المعدية في النماذج الحيوانية من فيروس الأنفلونزا وفيروس زيكا وفيروس داء الكلب وغيرها. كما شوهدت نتائج واعدة باستخدام mRNA في التجارب السريرية للسرطان ⁵. ولإدراك الإمكانات التجارية للتكنولوجيا ، قامت الصناعات باستثمارات ضخمة في مجال البحث والتطوير في اللقاحات والأدوية القائمة على الحمض النووي الريبي. على سبيل المثال ، حتى عام 2018 ، ربما تكون شركة Moderna قد استثمرت بالفعل أكثر من مليار دولار بينما لا تزال بعيدة عن أي منتج يتم تسويقه بسنوات ⁶. على الرغم من الجهود المتضافرة نحو استخدام mRNA كطريقة علاجية في لقاحات الأمراض المعدية ، والعلاجات المناعية للسرطان ، وعلاج الأمراض الوراثية وعلاجات استبدال البروتين ، فقد تم تقييد تطبيق تقنية mRNA بسبب عدم استقرارها وقابليتها للتحلل بواسطة نوكليازات. ساعد التعديل الكيميائي للـ mRNA قليلاً ولكن التسليم داخل الخلايا لا يزال يمثل عقبة على الرغم من استخدام الجسيمات النانوية الدهنية لتوصيل mRNA ⁷. 

جاء الدفع الحقيقي لتقدم تقنية mRNA للعلاجات ، حالة مجاملة مؤسفة قدمتها جميع أنحاء العالم كوفيد-19 جائحة. أصبح تطوير لقاح آمن وفعال ضد SARS-CoV-2 أولوية قصوى للجميع. تم إجراء تجربة سريرية متعددة المراكز على نطاق واسع للتأكد من سلامة وفعالية لقاح COVID-19 mRNA BNT162b2 (Pfizer / BioNTech). بدأت التجربة في 10 يناير 2020. بعد حوالي أحد عشر شهرًا من العمل الجاد ، أثبتت البيانات من الدراسة السريرية أن COVID-19 يمكن الوقاية منه عن طريق التطعيم باستخدام BNT162b2. قدم هذا دليلًا على مفهوم أن اللقاح المستند إلى mRNA يمكن أن يوفر الحماية ضد العدوى. ساعد التحدي غير المسبوق الذي شكله الوباء في إثبات أنه يمكن تطوير لقاح قائم على mRNA بوتيرة سريعة ، إذا توفرت الموارد الكافية ⁸. كما حصل لقاح mRNA من شركة Moderna على تصريح للاستخدام في حالات الطوارئ من قِبل إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) الشهر الماضي.

كلا الفيروسين COVID-19 لقاحات mRNA على سبيل المثال ، BNT162b2 من Pfizer / BioNTech و مودرنا يتم الآن استخدام mRNA-1273 لتلقيح الناس وفقًا للبروتوكولات الوطنية لإعطاء اللقاح ⁹.

نجاح اثنين كوفيد-19 لقاحات mRNA (BNT162b2 من Pfizer / BioNTech و MRNA-1273) في التجارب السريرية والموافقة اللاحقة على استخدامها علامة بارزة في العلم والطب. لقد أثبت هذا أنه تقنية طبية عالية الإمكانيات لم يتم إثباتها حتى الآن والتي كان المجتمع العلمي وصناعة الأدوية يتابعانها منذ ما يقرب من ثلاثة عقود ¹⁰.   

لا بد أن الحماس الجديد الذي أعقب هذا النجاح سيجمع الطاقات بعد الجائحة وعلاجات الرنا المرسال ستثبت أنها تقنية تخريبية تستهل حقبة جديدة في الطب وعلم توصيل الأدوية.   

*** 

مراجع حسابات  

1. Wolff، JA et al.، 1990. النقل المباشر للجينات إلى عضلات الفأر في الجسم الحي. العلوم 247 ، 1465-1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918  

2. كاسلو دي سي. تقنية تخريبية محتملة في تطوير اللقاحات: اللقاحات الجينية وتطبيقها على الأمراض المعدية. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004 ؛ 98: 593 - 601 ؛ http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  

3. شليك ، ت ، ثيس أ ، وآخرون ، 2012. تطوير تقنيات لقاح الرنا المرسال. بيولوجيا الحمض النووي الريبي. 2012 1 نوفمبر ؛ 9 (11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  

4. Sahin، U.، Karikó، K. & Türeci، Ö. العلاجات القائمة على mRNA - تطوير فئة جديدة من الأدوية. Nature Review Drug Discovery 13 ، 759-780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278 

5. باردي ، إن ، هوجان ، إم ، بورتر ، إف وآخرون ، 2018. لقاحات الرنا المرسال - حقبة جديدة في علم اللقاحات. Nature Review Drug Discovery 17 ، 261-279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 

6. Cross R.، 2018. هل يمكن أن تعطل mRNA صناعة الأدوية؟ نُشر في 3 سبتمبر 2018. أخبار الكيمياء والهندسة ، المجلد 96 ، العدد 35 متاح على الإنترنت على https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 تم الوصول إليه في 27 ديسمبر 2020.  

7. Wadhwa A.، Aljabbari A.، et al.، 2020. الفرص والتحديات في تقديم اللقاحات القائمة على mRNA. تاريخ النشر: 28 يناير 2020. Pharmaceutics 2020، 12 (2)، 102؛ DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     

8. Polack F.، Thomas S.، et al.، 2020. سلامة وفعالية لقاح BNT162b2 mRNA Covid-19. صحيفة الطب الانكليزية الجديدة. تم النشر في 10 ديسمبر 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  

9. الصحة العامة في إنجلترا ، 2020. إرشادات - البروتوكول الوطني للقاح COVID-19 mRNA BNT162b2 (Pfizer / BioNTech). تم النشر في 18 ديسمبر 2020. آخر تحديث 22 ديسمبر 2020. متاح على الإنترنت على https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech تم الوصول إليه في 28 ديسمبر 2020.   

10. Servick K. ، 2020. التحدي التالي الذي يواجهه mRNA: هل سيعمل كدواء؟ علم. تم النشر في 18 ديسمبر 2020: المجلد. 370 ، العدد 6523 ، ص 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 متاح على الإنترنت في https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

***