何十年もの間、研究者たちは遺伝子工学の力を利用してさまざまな病気を予防または治療することを夢見てきました。メッセンジャーRNA（リボ核酸）またはmRNAとして知られている人体の分子の合成バージョンは、その約束を保持しました。
ただ、どのようにそれは科学界の思考の多くが登るには余りにも高い山だったという課題を提示気力をくじく動作させるために。
しかし、一握りの研究者はあきらめませんでした。彼らは何年もかけてmRNAの謎を解こうとしました。それから、テレビ用の映画のように、彼らは致命的なコロナウイルスのパンデミックから世界を救うためにちょうど間に合うようにコードを解読しました。
ミッションのmRNA
mRNAワクチンは、細胞に指示を送り、細胞が抗原を産生し、体自身の抗体産生工場になるように力を与えることによって機能します。しかし、テクノロジーをさらによく理解し、COVID-19から私たちを保護するためにどのように使用されているかを理解するには、まずタンパク質を理解する必要があります。
タンパク質はしばしば生命の構成要素と呼ばれます。それらは、体の組織や器官の構造、機能、および調節に不可欠です。人体のすべての細胞には、さまざまな形に折りたたまれるさまざまな長さの鎖を作成するために互いに結合するいくつかのアミノ酸で構成される何万もの異なるタンパク質が含まれています。タンパク質の形は、タンパク質の機能と大きく関係しています。
たとえば、成長、発達、代謝、生殖などの特定の生理学的プロセスを調節するものもあります。一部のタンパク質は、体が筋肉を構築し、毒素を破壊し、消化中に食物粒子を分解するのを助ける生物学的触媒として機能します。他のものは、毒素を中和し、細菌やウイルスの病原体を体から取り除くのを助けることができる抗体として免疫系に役立ちます。
細胞にはアミノ酸配列が割り当てられているため、体のメッセンジャーRNAまたはmRNAを介してタンパク質の機能が伝えられます。
このプロセスをスパイ任務のように考えてください。mRNAは細胞に特定のタンパク質を作るように指示を渡します。細胞がそのタンパク質を作ると、細胞は指示を破壊し、次にその特定のタンパク質の製造に取り掛かります。
一見無限のmRNA技術の可能性
数人の研究者が疑問に思い始めました。科学が特定のコード配列を持つ合成mRNAを開発し、それを体に送達して、損傷した組織を修復する成長剤、まれな病気を治療する酵素など、あらゆる種類のタンパク質を作成するように細胞に指示できるとしたらどうでしょうか。感染から保護するための酵素でさえ。
1990年、ウィスコンシン大学の研究者グループが実際に合成mRNAの作成を中止し、実験用マウスでテストしました。問題は、合成mRNAがマウスの防御に敏感であり、コード化されたメッセージを配信するために標的細胞に到達する前に破壊されたということでした、とアラバマ大学バーミンガム校の医学教授でワクチン設計の専門家であるPaulGoepfert医師は言います。科学界の多くの人はこれを致命的な欠陥と見なし、他の場所に注意を向けました。
しかし、ペンシルベニア大学の2人の研究者であるKatalinKarikó博士と免疫学者のDrew Weissman医学博士は、合成mRNAが持つ機会を依然として信じていました。彼らは、mRNAをより安定させる方法を見つけることに着手しました。 2005年、10年にわたる綿密な研究の結果、合成mRNAを保護するために脂質ナノ粒子（LPN）と呼ばれる小さな脂肪球を使用できることを発見しました。これは、壊れやすい分子にステルスのような性質を与え、免疫系のレーダーの外に移動することを可能にしました。
その後の数年間で、研究者たちはこの新しい技術を使用してmRNAの可能性を探求するでしょう。2010年、マサチューセッツ州に本拠を置く製薬およびバイオテクノロジー企業であるModerna Inc.は、mRNAに基づくワクチン技術に特に焦点を当てて設立されました。「Moderna」という名前は、文字通り「変更された」と「RNA」という言葉を組み合わせたものです。
2008年、Biopharmaceutical New Technologiesの略であるドイツを拠点とするBioNTechは、mRNA技術を使用して製薬がん免疫療法の候補を開発するために設立されました。2018年、同社は米国を拠点とするファイザー社と提携しました。mRNAベースのインフルエンザワクチンを開発する。
そして、世界は世界的大流行に見舞われました。どこの研究者も、コロナウイルスのワクチンの開発に向けてあらゆる努力を向け始めました。
mRNAワクチンはどのようにして非常に早く承認されましたか？
ウイルスはそれ自体では繁殖できません。細胞に侵入し、複製プロセスを開始して人々を感染させ、病気にするための宿主が必要です。mRNAワクチンが機能するためには、研究者はウイルスがその宿主としてどのタンパク質を使用しているかを知る必要がありました。そしてそのために、彼らはCOVID-19の遺伝暗号を解読する必要がありました。COVIDは、以前にヒトに感染した他の2つのコロナウイルスであるMERSとSARSに類似していたため、このプロセスは単純化されました。
中国が肺炎様ウイルスのクラスターを最初に認めた2020年12月31日までに、中国の研究者はすでにウイルスの遺伝暗号を特定するために取り組んでいました。約2週間後の2020年1月12日、彼らは遺伝子配列データを発表しました。これにより、あらゆる場所の研究者がワクチンを開始するための弾薬を手に入れることができました。
「スパイクタンパク質がアキレス腱であることはわかっていました」とGoepfert氏は言います。
そこから、ワクチン開発は急速に動き始めました。「mRNAワクチンは非常に急速な開発に適しています。その点で私たちはある種幸運に恵まれました」とGoepfert氏は言います。「1週間後、ModernaとPfizerはワクチンを作りました。」その後、両社は従来のワクチンを開発する製薬会社に先んじて推進することができ、動物実験に迅速に移行し、その後まもなく、ヒトでの治験が開始されました。
mRNAワクチンは従来のワクチンと同じくらい効果的ですか？
ModernaワクチンとPfizer / BioNTechワクチンはどちらも驚くほどうまく機能しています。研究によると、ファイザーまたはモデルナのワクチンの完全な2倍投与は、元のウイルスに対してそれぞれ95％および94％の防御を提供します。
それでも、全アメリカ人のわずか半分が完全に予防接種を受けています。
「ワクチンを躊躇する理由の1つは、[mRNA COVIDワクチン]が非常に迅速に開発されたという誤解があり、その際に安全性評価をスキップしたことです。これはまったく真実ではありません」とGoepfert氏は言います。
「このワクチンは信じられないほどの数の人々でテストされ、実際にすべての製品の通常の安全性テストを受けました。そして今、緊急使用許可の下にあるので、私たちは何百万もの安全性データを持っています-実際に私たちが持っていた他のどの製品よりも多いワクチン。」
これらのmRNAワクチンは、免疫系に複数の防御アームを誘導するため、非常にうまく機能します、とGoepfertは言います。「それらは、感染する前にウイルスをノックアウトできるため、槍と私が考える抗体の中和を誘発します。それらは、細胞をより効果的に利用する機能的抗体を誘発します。そして、T細胞応答を誘発します-両方ともヘルパーとキラー細胞の反応—これは非常に重要です。T細胞は重度の病気や死を防ぐのに役立ちます。」
従来のワクチンも抗体を中和し、抗体反応を誘発しますが、「T細胞反応も行いません」と彼は言います。
mRNAワクチンの未来
では、mRNA技術の将来はどうなるのでしょうか。これはおそらくほんの始まりに過ぎません。実際、2017年には、HIV、インフルエンザ、ジカ熱、狂犬病などのいくつかの感染症に対するmRNAワクチンをテストするために、2つの臨床試験がすでに進行中であり、その後COVID-19がヒットしました。
スコットコペッツ医学博士が率いるMDアンダーソンのチームは、第II相臨床試験ですでに結腸直腸癌のmRNAを使用して、この技術が癌の再発を防ぐことができるかどうかをテストしています。
ヒューストンメソジスト研究所のRNA治療プログラムのメディカルディレクターであるジョンクック医学博士は、米国医科大学協会の記者会見で、「mRNAワクチンはほとんどすべての病原体を標的にするために使用できる」と述べた。「あなたは免疫応答を刺激する特定のタンパク質のコードを入れました。それは本質的に無制限です。」
つまり、科学者たちは、マラリア、結核、B型肝炎、嚢胞性線維症などの病気はすべて、mRNAワクチンで将来予防できると考えています。
「これらのワクチンは注目に値します」とGoepfertは言います。「高齢者でさえ、彼らは本当に、本当にうまく機能します。これは、私たちが持っているほとんどのワクチンでは珍しいことです。それは驚くべきことです。」
今それは素晴らしいです
ワクチンの開発に関わるすべての研究と試験のために、ワクチンが一般に利用可能になるまでには通常約10年から15年かかります。しかし、武漢のほぼ1年後、中国当局は未知の伝染と戦っていることを明らかにしました。臨床試験以外で最初に投与されたCOVIDワクチンは、2020年12月14日に米国で投与されました。
