Hogyan véd az RNS alapú vakcina, és miért nem kell félnünk tőle?

A Pfizer-Biontech páros és a Moderna vakcináinak engedélyezésével és széleskörű alkalmazásával a koronavírus elleni harc új szakaszába lépett. A 90 százalékos hatékonyságot meghaladó oltóanyagokkal nem csupán a világot markában tartó kórokozót győzhetjük le, de utat nyithatunk a védőoltások legújabb generációja előtt. Mit tartalmaznak az RNS alapú védőoltások, mi valójában a fő alkotóelemének számító hírvivő RNS, és hogyan védi meg szervezetünket a fertőzéstől? Megválaszoljuk a legfontosabb vakcinát érintő kérdéseket.

Mi a fő különbség a hagyományos és az új, RNS-vakcinák között?

Az alapvető működési elvben nincs eltérés: mind a tradicionális, mind az újgenerációs oltóanyagok az immunválasz kiváltásával antitesttermelésre ösztönzik a szervezetet.

A különbség abban rejlik, miként váltják ki az immunrendszer védekezését.

A hagyományos vakcinák általában legyengített vagy elölt kórokozókat, esetleg kórokozó-töredékeket (fehérjéket) tartalmaznak. Ezek a testünkbe kerülve felkészítik szervezetünket az adott vírussal vagy baktériummal szembeni védekezésre.

A gyengített kórokozók hosszabb távú immunmemóriát alakítanak ki, van azonban egy nagy hátrányuk: immunhiányos betegséggel élőknek nem adhatók biztonságosan (a jelenleg elérhető COVID-vakcinák nem tartalmaznak aktív, gyengített vírust).

Elölt kórokozókat, kórokozó-töredékeket tartalmazó oltások esetében nincs ilyen megkötés, de a gyártás ezeknél az oltóanyagoknál is körülményes: a kórokozót laboratóriumban kell tenyészteni, ami vírusok esetében különösen bonyolult feladat, hiszen szaporodásukhoz sejtes környezetet kell biztosítani. A procedúra nemcsak költséges, de időigényes is.

E nehézségek kiküszöbölését teszik lehetővé a most debütáló RNS-vakcinák, melyek a szervezettel állíttatják elő azokat a vírusfehérjéket, amik aztán cselekvésre ösztönzik az immunrendszert.

illusztráció Forrás: Science Photo Library/Tek Image

Mi az a sokat emlegetett hírvivő RNS?

Ahhoz, hogy tisztában legyünk az RNS-védőoltások működésével, kicsit alaposabban meg kell ismernünk legfontosabb komponensét, a hírvivő RNS-t (angolul messenger RNA, rövidítve mRNS).

A sejtek örökítőanyagát a sejtmagban található DNS (dezoxiribonukleinsav) molekulák hordozzák. A DNS-molekulák értelmes szakaszai a gének, amelyek a sejtek összes fehérjéjét kódolják. Hogy milyen fehérje készül el, az a DNS-t felépítő úgynevezett szerves bázisok sorrendjén (szekvenciáján) múlik. A dolog azonban nem ilyen egyszerű, a gének közvetlenül nem fordítódhatnak át fehérjére, ehhez szükség van egy köztes molekulára, amit RNS-nek (ribonukleinsavnak) hívunk.

A DNS-en tárolt információk tehát előbb RNS-be íródnak, a folyamatot transzkripciónak (átírásnak) nevezzük. Az adott génről átírt RNS mindig egy konkrét fehérje képződéséért felelős. A sejtmagból kijutó, az adott fehérje tervrajzát hordozó RNS egy sejtszervecskéhez, a riboszómához kerül, ahol megtörténik a fehérje legyártása, vagyis a transzláció.

Ezt az információt szállító, minden élő sejtben megtalálható RNS-típust hívjuk hírvivő RNS-nek.

Az mRNS életciklusa eukarióta sejtben. Az RNS átíródik a DNS-ről, modifikáció után kikerül a citoplazmába, ahol a riboszómákon végbemegy a transzláció folyamata. Végül az mRNS lebomlik Forrás: Wikipedia

Mi van az RNS-vakcinában és mi történik a testünkben, ha beadják nekünk?

Az RNS-oltások olyan hírvivő RNS-eken alapulnak, amik az adott kórokozó egyik fehérjéjének (az antigénnek) az információját szállítják. A világjárványt kirobbantó SARS-CoV-2 esetében ezek az immunválaszt kiváltó fehérjetüskék, amiket a koronavírus a sejtekhez való kötődéshez használ. A vírus mRNS-ét a kutatók lipidburokba csomagolják, így a sejtjeink fel tudják venni. A lipidek szerves makromolekulák, testünk működésében nélkülözhetetlenek, nem beszélhetünk tehát idegen összetevőről.

A szervezetünkbe kerülő hírvivő RNS-ek az úgynevezett antigén prezentáló sejtekbe szállítódnak. Az antigén prezentáló sejtek feladata, hogy megmutassák a szervezetnek azt az anyagot, ami ellen immunreakciót kell kialakítani.

Miután a sejtek riboszómáiban lezajlik a fehérjetüskék gyártása, a tervrajzot szállító hírvivő RNS-re nem lesz többé szükség, lebomlik. Végül a tüskék a sejtfelszínre szállítódnak, ahol bemutatásra kerülnek a többi immunsejtnek. Az immunrendszerünk felismeri, hogy testünkbe valami oda nem illő anyag került, és az antitesttermeléssel megkezdi az immunválasz kialakítását ellene.

A folyamat végén szervezetünk megtanulja, hogyan védjen ki egy esetleges jövőbeni fertőzést anélkül, hogy szövődmények kockázatának lenne kitéve.

A lipiden és az mRNS-en kívül, még különféle sók, és szacharóz (azaz cukor) vannak az oltásban. Ezek az összetevők egyrészt a megfelelő pH biztosításával stabilizálják az oltóanyagot, másrészt megakadályozzák, hogy fagyasztás közben a lipidrészecskék összetapadjanak.

Forrás: dpa Picture-Alliance via AFP/Sven Hoppe

Mik az RNS-vakcinák előnyei?

Amennyiben a kutatók tudják, hogy a vírus mely részei váltják ki a kívánt immunválaszt, akkor az RNS-vakcinákat olcsón és gyorsan ki lehet fejleszteni. Részben ennek köszönhető, hogy a Moderna és a Pfizer/Biontech vakcinája ilyen hamar elkészült; amikor a koronavírus először felbukkant Vuhanban, egy kutatócsoport gyorsan feltérképezte a kórokozó génállományát, ezzel a teljes genetikai kódsor – és így a tüskefehérjét kódoló szekvencia is - hamar a gyógyszergyártók rendelkezésére állt.

Az RNS-vakcinák biztonságosak, nem okoznak fertőzést, immunhiányos betegeknek is nyugodtan adhatók.

Mindemellett a klinikai próbák tapasztalatai alapján hatékony és tartós immunválaszt tudnak kialakítani a beoltottakban.

Forrás: AFP/Justin Tallis

Miért kell ilyen alacsony hőmérsékleten tartani az RNS-vakcinákat?

A hírvivő RNS természeténél fogva egy instabil molekula, ezért tárolásához rendkívül alacsony hőmérsékletre van szükség. A Pfizer/Biontech vakcinája -70, a Moderna oltóanyaga –20 Celsius-fokos közeget igényel.

Módosíthatja-e a génállományomat a hírvivő RNS?

A leggyakrabban felmerülő aggodalom az RNS-oltások kapcsán, hogy azok valamilyen módon megváltoztatják az emberi génállományt, a gének egészséges funkcióját.

Ez a félelem teljesen alaptalan, aminek megvan a nagyon egyszerű biológiai oka:

az mRNS molekula alapvetően különbözik a DNS-től, így nem tudja semmilyen módon befolyásolni annak működését.

A hírvivő RNS nem lép be a sejtmagba, amint feladatát ellátta, lebomlik.

Létezik ugyan egy víruscsoport, a retrovírusok, amik képesek átalakítani RNS-üket DNS-é, ám ezt a trükköt csak speciális enzimek jelenlétében képesek véghezvinni.

Az RNS-oltások ezen enzimek egyikét sem tartalmazzák, és a szervezetben sincsenek jelen.

Illusztráció Forrás: dpa Picture-Alliance via AFP/Sven Hoppe

Mit hoz a jövő?

Nem kétséges, hogy a COVID-19-et okozó koronavírus ellen fejlesztett RNS-vakcina a védőoltások új generációjának első képviselője. A kutatók már egy ideje kísérleteznek mRNS alapú oltóanyagokkal Ebola, Zika-vírus, influenzavírus, HIV és humán citomegalovírus (herpeszvírus) esetében is, az ezzel kapcsolatos kutatómunka az új eredmények fényében várhatóan fel fog gyorsulni. Vizsgálják azt is, hogy a hírvivő RNS-ek alkalmazhatók-e újfajta rákterápiák kidolgozásához.