Що таке мРНК-вакцина
МРНК-вакцина переносить РНК до клітин організму для експресії та виробництва білкових антигенів після відповідних модифікацій in vitro, тим самим спонукаючи організм виробляти імунну відповідь проти антигену, тим самим розширюючи імунну здатність організму[1,3].
Рисунок 1: Схематична діаграма ефекту прямого введення мРНК вакцини [2]
Класифікація мРНК-вакцин
МРНК-вакцини діляться на два види:невідтворюєтьсямРНК ісамопідсилювальнімРНК: самоампліфікуюча мРНК не тільки кодує цільовий антиген, але також кодує реплікацію, яка забезпечує внутрішньоклітинну ампліфікацію РНК і механізм експресії білка.Вакцини без реплікації мРНК кодують лише цільові антигени та містять 5'- і 3'-нетрансльовані ділянки (UTR).Вони забезпечують комплексну стимуляцію адаптивності та вродженого імунітету, а саме експресію антигену in situ та передачу сигналу небезпеки, і мають наступні застосування.[2,3]
●Може забезпечити комплексну стимуляцію адаптивності та вродженого імунітету, а саме експресію антигену in situ та передачу сигналу небезпеки
●Може викликати «збалансовану» імунну відповідь, включаючи гуморальні та клітинні ефектори та імунну пам’ять
●Можна поєднувати різні антигени без збільшення складності складу вакцини
● Безперервного покращення імунного потенціалу можна досягти шляхом повторної вакцинації, а імунна відповідь на носія відсутня або є слабкою
● Термостабільні мРНК-вакцини можуть спростити транспортування та зберігання вакцин
Рисунок 2: Схематична діаграма мРНК-вакцини та її механізм експресії антигену [4]
Особливості мРНК-вакцин
У порівнянні з традиційними вакцинами мРНК-вакцини мають прості процеси виробництва, високу швидкість розробки, відсутність потреби в культурі клітин і низьку вартість.Порівняно з ДНК-вакцинами, мРНК-вакцини не потребують введення в ядро, і немає ризику інтеграції в геном господаря.Період напіввиведення можна регулювати модифікацією.
Таблиця 1: Переваги та недоліки мРНК-вакцин
|
| Перевага | Недолік |
| мРНК-вакцина | Швидкі дослідження та розробки, виробництво вакцини займає лише 40 днів | Викликати непотрібну імунну відповідь
|
| мРНК нестабільність у фізіологічних умовах, легко деградувати | Не інтегрується в геном, щоб уникнути можливих терапевтичних мутацій
| |
| Немає необхідності в будь-якому ядерному сигналі локалізації, транскрипції | Ефективність ядерної безпеки ще належить перевірити
|
Рисунок 3: Блок-схема виробництва та підготовки мРНК-вакцини [4]
Набір Foregene Viral RNA Isolation
RT-qPCR Easy (один крок)
Покращені стратегії приготування мРНК-вакцин
Через низьку стабільність самої мРНК, легку деградацію нуклеазами в тканинах, низьку ефективність проникнення в клітину та низьку ефективність трансляції ці дефекти обмежують застосування мРНК-вакцин.Ефективність перекладу також відіграє дуже важливу роль.Засоби доставки можна розділити на вірусні та невірусні вектори (включаючи ліпосоми, неліпосоми, віруси, наночастинки тощо).Тому необхідні відповідні заходи з покращення.Нижче наведено стратегію фармакологічного вдосконалення препарату мРНК[2]
1 Синтезуйте кеп-аналоги або використовуйте кеп-ензими для стабілізації мРНК і збільшення трансляції білка шляхом зв’язування з еукаріотичним фактором ініціації трансляції 4E (EIF4E)
2 Налаштуйте елементи в 5'-нетрансльованій області (UTR) і 3'-UTR, щоб стабілізувати мРНК і збільшити трансляцію білка
3 Додавання хвоста Poly(A) може стабілізувати мРНК і збільшити трансляцію білка
4 Модифіковані нуклеозиди для зменшення вродженої імунної активації та збільшення трансляції
5 Лікування за допомогою РНКази III та очищення швидкої білкової рідинної хроматографії (FPLC) може зменшити імунну активацію та збільшити трансляцію
6 Оптимізуйте послідовності або кодони для збільшення трансляції
7 Спільна доставка факторів ініціації трансляції та інші методи зміни трансляції та імуногенності
Рисунок 4. Процес виробництва мРНК транскрипції in vitro (IVT) і збирання [5]
Масштабне приготування плазмідної ДНК
Очищення ДНК плазміди в основному видаляє забруднювачі, такі як РНК, ендотоксин ДНК із відкритим колом, білок господаря та нуклеїнову кислоту господаря, і зазвичай перетворює рекомбінантну плазміду в E. coli.E. coli піддається ферментації високої щільності, потім розділенню твердої та рідини та збору E. coli.Потім кишкову паличку піддають лужному лізису, відцентровому відокремленню твердої та рідини та мікрофільтраційному освітленню після лізису, ультрафільтрації та концентруванню після освітлення, а потім хроматографічному очищенню.
Очищення плазмідної ДНК:
Foregene General Plasmid Mini Kit
【1】苗鹤凡, 郭勇, 江新香.мРНК疫苗研究进展及挑战[J].免疫学杂志, 2016(05):446-449.
【2】Pardi N, Hogan MJ, Porter FW та ін.мРНК-вакцини — нова ера у вакцинології [J].Nature Reviews Drug Discovery, 2018.
【3】Крампс Т., Елберс К. (2017) Вступ до РНК-вакцин.В: Крампс Т., Елберс К. (ред.) РНК-вакцини.Методи молекулярної біології, том 1499. Humana Press, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
【4】Maruggi G, Zhang C, Li J та ін.мРНК як трансформаційна технологія для розробки вакцин для контролю інфекційних захворювань [J].Молекулярна терапія, 2019.
【5】Серхіо Лінарес-Фернандес, Селін Лакруа, «Пристосування мРНК-вакцини для збалансування вродженої/адаптивної імунної відповіді», «Тенденції в молекулярній медицині», том 26, випуск 3, 2020 р., сторінки 311-323.
Час публікації: 05 серпня 2021 р
