เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิจัยใฝ่ฝันที่จะควบคุมพลังของเทคโนโลยีทางพันธุกรรมเพื่อป้องกันหรือรักษาโรคต่างๆ โมเลกุลสังเคราะห์ในร่างกายมนุษย์ที่รู้จักกันในชื่อ Messenger RNA (กรดไรโบนิวคลีอิก) หรือ mRNA ถือเป็นคำมั่นสัญญาดังกล่าว
ทำอย่างไรจึงจะได้ผล นำเสนอความท้าทายที่น่ากลัวซึ่งชุมชนวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่าเป็นภูเขาที่สูงเกินกว่าจะปีนขึ้นไปได้
แต่นักวิจัยจำนวนหนึ่งไม่ยอมแพ้ พวกเขาใช้เวลาหลายปีในการพยายามไขปริศนาของ mRNA จากนั้นเช่นเดียวกับภาพยนตร์ที่ทำสำหรับทีวีที่พวกเขาแตกรหัสเพียงในเวลาที่จะช่วยโลกจากมฤตยูโรคระบาด coronavirus
mRNA ในภารกิจ
วัคซีน mRNA ทำงานโดยส่งคำสั่งไปยังเซลล์ที่ส่งเสริมการผลิตแอนติเจนและกลายเป็นโรงงานผลิตแอนติบอดีของร่างกาย แต่เพื่อให้เข้าใจเทคโนโลยีให้ดียิ่งขึ้นและวิธีการใช้เพื่อป้องกันเราจาก COVID-19 ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจโปรตีน
โปรตีนมักถูกเรียกว่าเป็นหน่วยการสร้างของชีวิต จำเป็นสำหรับโครงสร้าง การทำงาน และการควบคุมเนื้อเยื่อและอวัยวะของร่างกาย ทุกเซลล์ในร่างกายมนุษย์มีโปรตีนที่แตกต่างกันหลายหมื่นตัวซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนหลายชนิดที่เกาะติดกันเพื่อสร้างสายโซ่ที่มีความยาวต่างกันไปซึ่งพับเป็นรูปทรงต่างๆ รูปร่างโปรตีนมีการจัดการที่ดีจะทำอย่างไรกับการทำงานของโปรตีน
ตัวอย่างเช่น บางคนควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยาที่เฉพาะเจาะจง เช่น การเจริญเติบโต การพัฒนา เมตาบอลิซึม และการสืบพันธุ์ โปรตีนบางชนิดทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเพื่อช่วยให้ร่างกายสร้างกล้ามเนื้อ ทำลายสารพิษ และสลายเศษอาหารระหว่างการย่อยอาหาร บางชนิดใช้ระบบภูมิคุ้มกันเป็นแอนติบอดีที่สามารถต่อต้านสารพิษและช่วยกำจัดเชื้อโรคแบคทีเรียและไวรัสในร่างกาย
เซลล์ถูกกำหนดลำดับกรดอะมิโน และบอกถึงหน้าที่ของโปรตีนผ่าน RNA ของผู้ส่งสารของร่างกายหรือ mRNA
คิดว่ากระบวนการนี้เหมือนกับภารกิจสายลับ mRNA จะส่งคำสั่งของเซลล์เพื่อสร้างโปรตีนบางชนิด เมื่อเซลล์สร้างโปรตีนขึ้นมา เซลล์จะทำลายคำแนะนำจากนั้นไปทำงานเพื่อผลิตโปรตีนเฉพาะนั้น
ความเป็นไปได้ที่ดูเหมือนไม่มีที่สิ้นสุดของเทคโนโลยี mRNA
นักวิจัยสองสามคนเริ่มสงสัยว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนา mRNA สังเคราะห์ที่มีลำดับการเข้ารหัสเฉพาะที่สามารถถูกส่งไปยังร่างกายและสั่งให้เซลล์สร้างโปรตีนชนิดใดก็ได้ - สารช่วยการเจริญเติบโตเพื่อซ่อมแซมเนื้อเยื่อที่เสียหาย เอ็นไซม์เพื่อรักษาโรคหายากหรือ แม้แต่แอนติบอดีเพื่อป้องกันการติดเชื้อ
ในปี 1990 กลุ่มนักวิจัยของมหาวิทยาลัยวิสคอนซินได้เลิกสร้าง mRNA สังเคราะห์และทดสอบในหนูทดลอง ปัญหาคือ mRNA สังเคราะห์มีความไวต่อการป้องกันของหนูและถูกทำลายก่อนที่จะไปถึงเซลล์เป้าหมายเพื่อส่งข้อความที่เข้ารหัสPaul Goepfert , MD, ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์แห่งมหาวิทยาลัยอลาบามาที่เบอร์มิงแฮมและผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบวัคซีนกล่าว หลายคนในโลกวิทยาศาสตร์มองว่านี่เป็นข้อบกพร่องร้ายแรงและหันไปสนใจที่อื่น
แต่นักวิจัยจาก University of Pennsylvaniaสองคนคือ Katalin Karikó, Ph.D. และนักภูมิคุ้มกันวิทยา Drew Weissman, MD Ph.D. ยังคงเชื่อในโอกาสที่ mRNA สังเคราะห์ที่จัดขึ้น พวกเขาออกเดินทางเพื่อค้นหาวิธีที่จะทำให้ mRNA เสถียรยิ่งขึ้น ในปี พ.ศ. 2548 หลังจากการวิจัยอย่างอุตสาหะมานานนับทศวรรษ พวกเขาค้นพบว่าพวกเขาสามารถใช้ก้อนไขมันเล็กๆ ที่เรียกว่าlipid nanoparticlesหรือ LPNs เพื่อปกป้อง mRNA สังเคราะห์ได้ สิ่งนี้ทำให้คุณสมบัติคล้ายการลักลอบของโมเลกุลที่เปราะบางซึ่งทำให้สามารถเดินทางนอกเรดาร์ของระบบภูมิคุ้มกันได้
ในปีถัดมา นักวิจัยจะสำรวจความเป็นไปได้ของ mRNA โดยใช้เทคโนโลยีใหม่นี้ ในปี 2010 บริษัท Moderna Inc. ด้านเภสัชกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพในเมืองเคมบริดจ์ รัฐแมสซาชูเซตส์ ก่อตั้งขึ้นเพื่อมุ่งเน้นเฉพาะเทคโนโลยีวัคซีนที่ใช้ mRNA ชื่อ "Moderna" มาจากการรวมคำว่า "modified" และ "RNA" เข้าด้วยกัน
ในปี 2008 บริษัท BioNTech ในเยอรมัน ซึ่งย่อมาจากคำว่า Biopharmaceutical New Technologies ได้ถูกก่อตั้งขึ้นเพื่อพัฒนายาภูมิคุ้มกันบำบัดมะเร็งในยาโดยใช้เทคโนโลยี mRNA ในปี 2018 บริษัทได้ร่วมมือกับ Pfizer Inc. ซึ่งตั้งอยู่ในสหรัฐฯ เพื่อพัฒนาวัคซีนไข้หวัดใหญ่ที่ใช้ mRNA
แล้วโลกก็โดนโรคระบาดทั่วโลก นักวิจัยทุกหนแห่งเริ่มควบคุมความพยายามทั้งหมดในการพัฒนาวัคซีนสำหรับ coronavirus
วัคซีน mRNA ได้รับการอนุมัติอย่างรวดเร็วได้อย่างไร?
ไวรัสไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้ด้วยตัวเอง พวกมันต้องการโฮสต์เพื่อเข้าสู่เซลล์และเริ่มกระบวนการจำลองแบบเพื่อแพร่เชื้อสู่ผู้คนและทำให้พวกเขาป่วย เพื่อให้วัคซีน mRNA ทำงานได้ นักวิจัยจำเป็นต้องรู้ว่าไวรัสใช้โปรตีนชนิดใดเป็นโฮสต์ และสำหรับสิ่งนั้น พวกเขาจำเป็นต้องถอดรหัสพันธุกรรมของโควิด-19 กระบวนการนี้จะง่ายเพราะ COVID ก็คล้ายคลึงกับสอง coronaviruses อื่น ๆที่มีการติดเชื้อก่อนหน้านี้มนุษย์ - เมอร์สและโรคซาร์ส
ภายในวันที่ 31 ธันวาคม 2020 เมื่อจีนยอมรับกลุ่มไวรัสที่คล้ายกับปอดบวมเป็นครั้งแรก นักวิจัยชาวจีนได้ทำงานเพื่อระบุรหัสพันธุกรรมของไวรัสแล้ว เกี่ยวกับสองสัปดาห์ต่อมา 12 มกราคม 2020 พวกเขาได้รับการปล่อยตัวข้อมูลลำดับยีน สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยทุกหนแห่งมีกระสุนเพื่อเริ่มวัคซีน
"เรารู้ว่าโปรตีนขัดขวางคือส้น Achilles" Goepfert กล่าว
จากนั้นการพัฒนาวัคซีนก็เริ่มดำเนินไปอย่างรวดเร็ว "วัคซีน mRNA นั้นคล้อยตามการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เราโชคดีจากแง่มุมนั้น" Goepfert กล่าว "หนึ่งสัปดาห์ต่อมา Moderna และ Pfizer ได้ทำวัคซีนกัน" จากนั้นบริษัททั้งสองสามารถขับเคลื่อนไปข้างหน้าของบริษัทยาที่พัฒนาวัคซีนแบบดั้งเดิม และเคลื่อนเข้าสู่การทดลองในสัตว์อย่างรวดเร็ว และหลังจากนั้นไม่นาน การทดลองในมนุษย์ก็เริ่มต้นขึ้น
วัคซีน mRNA มีประสิทธิภาพเท่ากับวัคซีนทั่วไปหรือไม่?
วัคซีนทั้ง Moderna และ Pfizer/BioNTech ทำงานได้ดีอย่างน่าประหลาดใจ จากการศึกษาพบว่า วัคซีนไฟเซอร์หรือวัคซีนโมเดอร์นาแบบสองโดสเต็มรูปแบบสามารถป้องกันไวรัสดั้งเดิมได้ 95 เปอร์เซ็นต์และ 94 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ
ทว่าชาวอเมริกันเพียงครึ่งเดียวได้รับการฉีดวัคซีนครบถ้วน
"เหตุผลประการหนึ่งของความลังเลใจในวัคซีนก็คือ ผู้คนมีความเข้าใจผิดว่า [วัคซีน mRNA COVID] ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และในการทำเช่นนั้น เราข้ามการประเมินความปลอดภัย ซึ่งไม่เป็นความจริงเลย" Goepfert กล่าว
"วัคซีนนี้ได้รับการทดสอบกับผู้คนจำนวนมากอย่างไม่น่าเชื่อและได้ผ่านการทดสอบความปลอดภัยตามปกติของผลิตภัณฑ์ใดๆ และตอนนี้ภายใต้การอนุญาตใช้เหตุฉุกเฉิน เราก็มีข้อมูลความปลอดภัยมากกว่าล้านครั้ง — จริง ๆ แล้วมากกว่าผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่เรามี วัคซีน"
วัคซีน mRNA เหล่านี้ทำงานได้ดีเพราะกระตุ้นการป้องกันหลายแขนงในระบบภูมิคุ้มกัน Goepfert กล่าว "พวกมันทำให้เกิดการวางตัวเป็นกลางของแอนติบอดี ซึ่งฉันคิดว่าเป็นหอกเพราะพวกมันสามารถทำลายไวรัสก่อนที่คุณจะติดเชื้อ พวกมันกระตุ้นแอนติบอดีที่ทำงานซึ่งใช้เซลล์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และพวกมันก็กระตุ้นการตอบสนองของ T-cell — ทั้งสองตัวช่วย และการตอบสนองของเซลล์นักฆ่า - ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่ง T-cells ช่วยป้องกันโรคร้ายแรงและความตาย "
วัคซีนแบบดั้งเดิมยังต่อต้านแอนติบอดีและกระตุ้นการตอบสนองของแอนติบอดี แต่ "พวกมันไม่ตอบสนองต่อ T-cell เช่นกัน" เขากล่าว
อนาคตของวัคซีน mRNA
แล้วอนาคตจะเป็นอย่างไรสำหรับเทคโนโลยี mRNA? นี่อาจเป็นเพียงจุดเริ่มต้น อันที่จริงในปี 2560 มีการทดลองทางคลินิกสองครั้งเพื่อทดสอบวัคซีน mRNA กับโรคติดเชื้อหลายชนิด รวมถึง HIV, ไข้หวัดใหญ่, Zika และโรคพิษสุนัขบ้า - และต่อด้วย COVID-19
ทีมงานของ MD Anderson ที่นำโดยScott Kopetz, MD, Ph.D.กำลังใช้ mRNA กับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในการทดลองทางคลินิกระยะที่ 2 เพื่อทดสอบว่าเทคโนโลยีนี้สามารถป้องกันมะเร็งไม่ให้เกิดขึ้นอีกได้หรือไม่
"วัคซีน mRNA สามารถใช้เพื่อกำหนดเป้าหมายเกือบทุกเชื้อโรค" John Cooke, MD, Ph.D. ผู้อำนวยการด้านการแพทย์ของ RNA Therapeutics Program ที่สถาบันวิจัย Houston Methodist Research Institute กล่าวในการแถลงข่าวของสมาคม American Medical Colleges "คุณใส่รหัสสำหรับโปรตีนชนิดใดชนิดหนึ่งที่ช่วยกระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน
นั่นหมายความว่านักวิทยาศาสตร์คิดว่าโรคต่างๆ เช่น มาลาเรีย วัณโรค ไวรัสตับอักเสบบี และซิสติก ไฟโบรซิสสามารถป้องกันได้ในอนาคตด้วยวัคซีน mRNA
"วัคซีนเหล่านี้มีความโดดเด่น" Goepfert กล่าว “แม้แต่ในผู้สูงอายุ พวกมันก็ทำงานได้ดีมาก ซึ่งไม่ธรรมดาสำหรับวัคซีนส่วนใหญ่ที่เรามี นั่นเป็นเรื่องที่น่าทึ่งมาก”
ตอนนี้สุดยอดมาก
มันมักจะใช้เวลาประมาณ 10 ถึง 15 ปีสำหรับวัคซีนที่จะให้บริการแก่ประชาชนทั่วไปเนื่องจากทั้งหมดวิจัยและการทดสอบที่เกี่ยวข้องในการพัฒนาพวกเขา เจ้าหน้าที่จีนเปิดเผยว่าพวกเขากำลังต่อสู้กับโรคติดต่อที่ไม่รู้จักเป็นเวลาเกือบหนึ่งปีแล้วในแต่ละวันวัคซีนโควิด-19 ตัวแรกที่ได้รับนอกการทดลองทางคลินิกได้รับการฉีดในสหรัฐอเมริกา 14 ธันวาคม 2020
