Foto: Shutterstock

Jak vakcína založená na principu mRNA funguje?


Úkolem vakcín je vycvičit imunitní systém k tomu, aby rozpoznal část viru zodpovědnou za vznik onemocnění. Očkovací látky tradičně obsahují buď oslabený či usmrcený virus, nebo jeho bílkoviny (proteiny) v čisté formě. Vakcína na principu mRNA namísto toho obsahuje ribonukleovou kyselinu, která nese informaci o výrobě virového proteinu.

Pro lepší představu si její fungování ukážeme na následující analogii: Buněčné jádro je jako knihovna, ve které jsou uloženy těžké objemné v kůži vázané knihy s recepty na výrobu bílkovin. Těmto receptům říkáme geny. Zapsány jsou pomocí genetického kódu v molekulách deoxyribonukleové kyseliny (DNA) složené do chromozomů. V každé knize je kromě receptů (genů) také spousta stránek s „nesmyslným“ textem (tzv. nekódující oblasti DNA).

Protože při vaření není praktické tahat se s obrovskou bichlí, ve které se špatně hledá a která by se kromě toho mohla ušpinit, roztrhat a poničit, je dobré si příslušný recept opsat na papírek. A to je právě mRNA – poslíček (messenger) na cestě v molekulární kuchyni od genetické informace k jejímu vyjádření.

S tímto receptem pak jdeme do kuchyně (části buňky zvané cytoplazma), kde se protein „ukuchtí“. Když se papírek ošoupe nebo je potřeba udělat změnu, buňka ho prostě skartuje a recept si přepíše na nový. A protože kuchařů je hodně, zatímco kuchařská kniha je jen jedna, lze tím pádem snadno vyrábět najednou víc než jednu kopii proteinu.

Po podání očkování si svalová buňka přečte „recept“ dodaný vakcínou a začne podle něj vyrábět malé množství tzv. spike (S) proteinu viru SARS-CoV-2, nového koronaviru způsobujícího onemocnění covid-19. Imunitní systém na přítomnost cizorodého proteinu zareaguje tvorbou protilátek. Během několika dnů se cizorodá mRNA odbourá pomocí fyziologických procesů, které buňka běžně provádí, a protein se přestane tvořit.

mRNA vakcína nemůže zasáhnout do vaší genetické informace

Bojíte se, že cizorodá nukleová kyselina může změnit vaše geny? Nemusíte. Vakcína pouze obchází nutnost uměle vytvořit a přečišťovat virový protein, který bychom potom injekčně aplikovali. Je to recept, aby si ho buňka svalu, kam píchneme mRNA, vytvořila sama. Není možné, aby mRNA měnila genetický kód. Na přepis cizorodé RNA do DNA člověk nemá enzymy (to umí jen retroviry, k velké radosti všech tvůrců sci-fi seriálů, kteří pokaždé, když potřebují něco předělat, použijí retrovirus). 
Je proto poněkud zavádějící nazývat vakcínu „genovou“ či „genetickou“ – použitá ribonukleová kyselina by se sice dala označit jako genetický materiál (jde o instrukci pro výrobu proteinu), ale tato informace se nemůže přenést do další generace.

Na vakcíně bylo třeba vybrat jen dobře fungující protein

Řadu lidí znepokojuje rychlost, s jakou byla mRNA vakcína vynalezena a schválena. Nicméně její technologie výroby a celý její výrobní proces již byly známé, otestované a jednoduše přizpůsobitelné. Jediné, co chybělo, bylo přečíst genetickou informaci viru a vybrat, který kousek proteinu bude dobře fungovat při tvorbě protilátek

Ochlazení vakcíny brání rozpadu nukleové kyseliny

Nukleová kyselina se rychle rozpadá, pokud není hluboce zmrazená nebo je vystavena slunečnímu či ultrafialovému záření. Ve tkáních jsou navíc přítomny enzymy odbourávající RNA (RNázy), které znesnadňují doručení účinné látky na místo určení. Pro stabilizaci mRNA se používají lipozomy, zjednodušeně řečeno molekula RNA se nachází v kapičce tuku, kam na ni RNáza nemůže, i přes to je však nutné vakcínu důsledně chladit po celou dobu od výroby až k jejímu podání.

Jak se kus „špatné zprávy“ může stát „dobrou zprávou”? 

Koronavirus sám o sobě je „špatná zpráva“ (RNA) zabalená do bílkoviny. mRNA vakcína přináší upravený kousek této špatné zprávy, aby naučila tělo virus rozeznávat, aniž by bylo potřeba složitě vyrábět kvanta viru, zabíjet ho a izolovat z něj proteiny, jako se to dělá třeba při přípravě vakcíny proti chřipce. Podařilo se tak tedy obejít zdlouhavou výrobu virového proteinu. Technologie mRNA vakcín se jeví jako velmi slibná i pro případ budoucích epidemií infekčních onemocnění.

Zájemcům, kteří by si chtěli o tomto tématu přečíst více, můžeme doporučit zajímavý zdroj v angličtině.

Článek vznikl pro spřátelený magazín U lékaře

Reklama