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

تُعطى البروتينات الفيروسية كمستضدات في شكل لقاح، فيُكوّن الجهاز المناعي أجسامًا مضادة ضد هذا المستضد، مما يوفر الحماية ضد أي عدوى مستقبلية. ومن المثير للاهتمام، أن هذه هي المرة الأولى في تاريخ البشرية التي يُعطى فيها الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) نفسه في شكل لقاح يستخدم آليات الخلية للتعبير عن المستضد/البروتين وترجمته. وهذا يحوّل خلايا الجسم فعليًا إلى مصانع لإنتاج المستضد، الذي بدوره يوفر مناعة فعّالة عن طريق توليد الأجسام المضادة. وقد أثبتت التجارب السريرية على البشر سلامة وفعالية لقاحات mRNA هذه. والآن، يُعطى لقاح mRNA الخاص بفيروس كوفيد-19، BNT162b2 (فايزر/بيونتك)، للمرضى وفقًا للبروتوكول المعتمد. وباعتباره أول لقاح mRNA معتمد رسميًا، يُعد هذا إنجازًا علميًا بارزًا، إذ بشّر بعصر جديد في الطب وتوصيل الأدوية. وقد يُتيح هذا قريبًا تطبيق تقنية mRNA في علاج السرطان، وتطوير مجموعة من اللقاحات لأمراض أخرى، مما قد يُغيّر ممارسة الطب ويُشكّل صناعة الأدوية برمتها في المستقبل.

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؟ 

ابتكر فريق من الباحثين فكرة الدواء المشفر بواسطة الحمض النووي، وأثبتوا لأول مرة عام ١٩٩٠ أن الحقن المباشر للحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) في عضلات الفئران يؤدي إلى إنتاج البروتين المشفر في خلايا العضلات ^(١) . وقد فتح هذا الاكتشاف آفاقًا جديدة للعلاجات واللقاحات الجينية. واعتُبر هذا التطور تقنية ثورية تُقاس بها تقنيات اللقاحات المستقبلية ^(٢).

سرعان ما تحوّل التفكير من نقل المعلومات "القائم على الجينات" إلى نقل المعلومات "القائم على الحمض النووي الريبوزي الرسول" ( mRNA )، نظرًا لما يوفره mRNA من مزايا عديدة مقارنةً بالحمض النووي ( DNA )، فهو لا يندمج في الجينوم (وبالتالي لا يحدث اندماج جينومي ضار)، ولا يتضاعف. ويحتوي فقط على العناصر اللازمة مباشرةً لإنتاج البروتين. كما أن إعادة التركيب بين جزيئات الحمض النووي الريبوزي أحادية السلسلة نادرة. علاوة على ذلك، يتحلل mRNA في غضون أيام قليلة داخل الخلايا. هذه الخصائص تجعل mRNA أكثر ملاءمةً كجزيء آمن وعابر لنقل المعلومات، ليعمل كناقل لتطوير اللقاحات القائمة على الجينات ⁽³⁾ . ومع التقدم التكنولوجي، ولا سيما فيما يتعلق بتخليق جزيئات mRNA المُهندسة ذات الشفرات الصحيحة التي يمكن إيصالها إلى الخلايا لإنتاج البروتين، اتسع نطاق استخدامها من اللقاحات إلى الأدوية العلاجية. وبدأ استخدام mRNA يحظى بالاهتمام كفئة دوائية ذات تطبيقات محتملة في مجالات العلاج المناعي للسرطان، ولقاحات الأمراض المعدية، وتحفيز الخلايا الجذعية متعددة القدرات باستخدام mRNA، وإيصال النيوكليازات المصممة بمساعدة mRNA لهندسة الجينوم، وغيرها ⁽⁴⁾.

شهدت اللقاحات والعلاجات القائمة على الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) دفعةً قويةً بفضل نتائج التجارب ما قبل السريرية. فقد وُجد أن هذه اللقاحات تُحفز استجابةً مناعيةً فعّالةً ضد أهداف الأمراض المعدية في نماذج حيوانية لفيروس الإنفلونزا، وفيروس زيكا، وفيروس داء الكلب، وغيرها. كما لوحظت نتائج واعدة عند استخدام الحمض النووي الريبوزي المرسال في التجارب السريرية لعلاج السرطان ⁽⁵⁾ . وإدراكًا للإمكانات التجارية لهذه التقنية، استثمرت الشركات مبالغ طائلة في البحث والتطوير للقاحات والأدوية القائمة على الحمض النووي الريبوزي المرسال. فعلى سبيل المثال، ربما تكون شركة موديرنا قد استثمرت أكثر من مليار دولار حتى عام 2018، بينما لا يزال أمامها سنوات قبل طرح أي منتج في السوق ⁽⁶⁾ . وعلى الرغم من الجهود الحثيثة المبذولة لاستخدام الحمض النووي الريبوزي المرسال كطريقة علاجية في لقاحات الأمراض المعدية، والعلاجات المناعية للسرطان، وعلاج الأمراض الوراثية، وعلاجات استبدال البروتين، إلا أن تطبيق تقنية الحمض النووي الريبوزي المرسال لا يزال محدودًا بسبب عدم استقراره وميله للتلف بفعل النيوكليازات. لقد ساعد التعديل الكيميائي للـ mRNA قليلاً، لكن التوصيل داخل الخلايا لا يزال يمثل عقبة على الرغم من استخدام الجسيمات النانوية القائمة على الدهون لتوصيل mRNA ⁽⁷⁾.

جاءت الدفعة الحقيقية لتطور تقنية الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) في مجال العلاجات، نتيجةً للظروف المؤسفة التي فرضتها جائحة كوفيد-19 العالمية . وأصبح تطوير لقاح آمن وفعال ضد فيروس سارس-كوف-2 أولوية قصوى للجميع. أُجريت تجربة سريرية واسعة النطاق ومتعددة المراكز للتأكد من سلامة وفعالية لقاح كوفيد-19 القائم على الحمض النووي الريبوزي المرسال BNT162b2 (فايزر/بيونتك). بدأت التجربة في 10 يناير 2020. وبعد حوالي أحد عشر شهرًا من العمل الدؤوب، أثبتت بيانات الدراسة السريرية إمكانية الوقاية من كوفيد-19 عن طريق التطعيم باستخدام BNT162b2. وقد قدم هذا دليلًا على أن اللقاحات القائمة على الحمض النووي الريبوزي المرسال يمكن أن توفر الحماية ضد العدوى. ساهم التحدي غير المسبوق الذي فرضته الجائحة في إثبات إمكانية تطوير لقاح قائم على الحمض النووي الريبوزي المرسال بوتيرة سريعة، في حال توفر الموارد الكافية ⁽⁸⁾ . كما حصل لقاح موديرنا القائم على الحمض النووي الريبوزي المرسال على ترخيص الاستخدام الطارئ من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية الشهر الماضي.

يتم الآن استخدام كل من لقاحات mRNA الخاصة بـ COVID-19 ، أي BNT162b2 من Pfizer/BioNTech و mRNA-1273 من Moderna، لتطعيم الناس وفقًا للبروتوكولات الوطنية لإعطاء اللقاح ⁽⁹⁾.

يُعدّ نجاح لقاحيْن من لقاحات mRNA لفيروس كوفيد-19 (BNT162b2 من شركة فايزر/بيونتك وmRNA-1273 من شركة موديرنا) في التجارب السريرية، وما تلاه من موافقة على استخدامهما، إنجازًا بارزًا في مجال العلوم والطب. وقد أثبت هذا نجاح تقنية طبية واعدة لم يسبق لها مثيل، والتي سعى المجتمع العلمي وشركات الأدوية إلى تطويرها على مدى ثلاثة عقود تقريبًا ⁽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.   

***

DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2012291

*** 

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  

***