Tehnologia ARN mesager, folosită cu succes în lupta contra Covid, este testată împotriva altor virusuri, a cancerului sau bolilor autoimune.
Platforma ARN messenger (ARNm) poate părea nouă pentru publicul global, dar este o tehnologie pe care cercetătorii pariază de zeci de ani. Tehnologia este acum testată pentru fabricarea altor vaccinuri, ca tratament pentru cancer, bolile autoimune sau ca alternativă la terapia genetică.
Datele finale ale studiilor de fază 3 apărute în noiembrie anul trecut au arătat că vaccinurile ARNm realizate de Pfizer/BioNTech și Moderna aveau o eficiență de peste 90%.
Această eficiență uimitoare s-a menținut și în urma studiilor din lumea reală din SUA, Israel și din alte părți. Tehnologia ARNm, dezvoltată pentru viteza și flexibilitatea sa, i-a uimit chiar și pe cei care deja o susțineau.
Platforma ARN mesager se arată, de asemenea, promițătoare împotriva dușmanilor vechi, cum ar fi HIV, și a infecțiilor care amenință copiii și bebeluși, cum ar fi virusul sincițial respirator (RSV) și metapneumovirusul.
Tehnologia este testată ca tratament pentru cancer, inclusiv melanom și tumori cerebrale. S-ar putea dovedi a fi o nouă modalitate de a trata bolile autoimune. Și este, de asemenea, studiată ca o posibilă alternativă la terapia genetică pentru afecțiuni intratabile, cum ar fi siclemia.
Vaccinuri
Povestea vaccinurilor cu ARNm datează de la începutul anilor 1990, când cercetătorul de origine maghiară Katalin Kariko de la Universitatea din Pennsylvania a început testarea tehnologiei ca formă de terapie genetică.
Principiul este similar, indiferent dacă oamenii de știință doresc să utilizeze molecula de ARNm pentru a vindeca boala sau pentru a o preveni: trimite instrucțiuni către celulele corpului pentru a face ceva specific.
Kariko a fost incapabil să atragă interesul pentru această idee timp de ani de zile. Dar, în ultimii 15 ani, a făcut echipă cu dr. Drew Weissman, expert în boli infecțioase la Penn Medicine, pentru a aplica tehnologia ARNm la vaccinuri.
De când oamenii de știință au început să se concentreze asupra amenințării unei pandemii cauzate de o nouă gripă sau coronavirus, au recunoscut meritul tehnologiei ARNm de a genera rapid un vaccin.
„Dacă doriți să faceți un nou vaccin antigripal folosind metodele tradiționale, trebuie să izolați virusul, să învățați cum să îl dezvoltați, să învățați cum să îl dezactivați și să îl purificați. Asta durează luni. Cu ARNm, aveți nevoie doar de o secvența “, a declarat Weissman pentru CNN.
Oamenii de știință nici nu au avut nevoie de eșantionul de virus în sine.
“Când chinezii au eliberat secvența virusului SARS-CoV-2, am început procesul de producere a ARN a doua zi. Câteva săptămâni mai târziu, injectam animalele cu vaccinul.”
Deși părea revoluționară, ideea era departe de a fi nouă pentru Weissman, Kariko și alții. “În laboratorul meu, am lucrat la vaccinuri de ani de zile. Avem cinci studii clinice de fază 1 pe care le-am început înainte să lovească COVID”, a spus Weissman, a cărui colaborare cu Kariko a contribuit la dezvoltarea vaccinului Pfizer/BioNTech.
“Au fost amânate din cauza pandemiei. Planul este să le finalizăm anul viitor”, mai spune el.
Două dintre aceste vaccinuri experimentale vizează gripa, inclusiv un care, speră Weissman, va fi așa-numitul vaccin universal împotriva gripei – va proteja împotriva tulpinilor de gripă care se mută rapid și poate oferi oamenilor ani de protecție cu o singură doză, eliminând nevoia de imunizări în fiecare sezon gripal.
De asemenea, lucrează la două vaccinuri împotriva virusului imunodeficienței umane, HIV, care provoacă SIDA, și unul pentru prevenirea herpesului genital. Cercetătorii au studiat, de asemenea, vaccinuri ARNm pentru a combate Ebola, Zika, rabia și citomegalovirusul.
O altă posibilă țintă: virusul sincițial respirator. VSR infectează majoritatea oamenilor în copilărie și ucide aproximativ 100-500 de copii pe an, potrivit estimării Centrelor SUA pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC), dar ucide și aproximativ 14.000 de adulți, majoritatea cu vârsta peste 65 de ani.
Un obstacol va fi găsirea celei mai bune versiuni a virușilor, a conformației corecte a structurilor virale țintă care să permită sistemului imunitar uman să recunoască și să construiască cel mai bine apărarea împotriva acestora.
Un alt virus comun pentru răceală numit metapneumovirusul uman, care poate provoca pneumonie atât la adulți, cât și la copii, este o altă țintă potențială pentru un vaccin.
Din nou, cercetările în curs au ajutat la accelerarea dezvoltării vaccinurilor împotriva coronavirusului. În acest caz, cercetările asupra sindromului respirator acut sever inițial din 2003-2004, sau SARS, virus respirator din Orientul Mijlociu sau MERS, a ajutat cercetătorii să înțeleagă ce versiune a structurii numită proteină spike trebuie utilizată la fabricarea vaccinurilor.
Alte vaccinuri potențiale includ afecțiuni precum malaria, tuberculoza și virusurile rare, cum ar fi virusul Nipah, a spus Weissman, toate acestea fiind mai posibile prin tehnologia ARNm.
Laboratorul lui Weissman lucrează acum la un vaccin universal împotriva coronavirusului care ar proteja împotriva COVID-19, SARS, MERS, coronavirusul care cauzează răceala obișnuită – și viitoare tulpini.
„Am început să lucrăm la un vaccin pan-coronavirus în primăvara anului trecut”, a spus Weissman. “Au existat trei epidemii de coronavirus în ultimii 20 de ani. Vor fi mai multe.”
Combaterea cancerului
O altă utilizare evidentă a tehnologiei ARNm este combaterea cancerului. Corpul uman luptă împotriva cancerului în fiecare zi, iar utilizarea ARN-ului mesager l-ar putea ajuta să facă acest lucru și mai bine.
Diferite tipuri de celule tumorale au la exterior diferite structuri pe care sistemul imunitar le poate recunoaște. ARNm codifică un anticorp care vizează în mod specific receptorul respectiv.
Moderna, o companie creată special pentru a dezvolta tehnologia ARNm, lucrează la vaccinuri personalizate împotriva cancerului.
„Identificăm mutațiile găsite pe celulele canceroase ale unui pacient”, spune compania pe site-ul său. Algoritmii computerului prezic cele mai comune 20 de mutații. Apoi creează un vaccin care codifică pentru fiecare dintre aceste mutații și le încarcă pe o singură moleculă de ARNm, spune Moderna.
Acesta este injectat în pacient pentru a încerca să ajute la orchestrarea unui răspuns imun mai bun împotriva tumorilor. Aceasta este o cercetare clinică timpurie în faza 1.
Fondatorii BioNTech, Ugur Sahin și Ozlem Tureci, au avut în vedere și vaccinurile împotriva cancerului de la început. Compania are opt tratamente potențiale împotriva cancerului în studiile la om.
„Deși credem că abordarea noastră se aplică pe scară largă într-o serie de domenii terapeutice, cele mai avansate programe ale noastre se concentrează pe oncologie, unde am tratat până în prezent peste 250 de pacienți din 17 tipuri de tumori”, spune compania pe site-ul său web.
Bolile autoimune
Tratamentele actuale sunt brute și implică reducerea anumitor zone specifice ale răspunsului imun greșit – ceva care poate lăsa pacienții cu boli autoimune, cum ar fi lupusul sau artrita reumatoidă, vulnerabili la infecție.
BioNTech a lucrat cu cercetători academici pentru a utiliza ARNm pentru a trata șoarecii proiectați genetic pentru a dezvolta o boală similară cu scleroza multiplă – o boală autoimună care se declanșează atunci când sistemul imunitar atacă în mod eronat mielina, învelișul celulelor nervoase.
La șoareci, tratamentul a părut să ajute la oprirea atacului, menținând în același timp restul sistemului imunitar intact.
Terapia genetică
Ideea din spatele terapiei genetice este de a înlocui o genă defectă cu una care funcționează corect. În ciuda deceniilor de muncă, cercetătorii nu au avut prea mult succes, cu excepția anumitor deficiențe imune și a unor boli oculare.
Este dificil să găsești un vector care să transporte gena corectată în celule fără a provoca efecte secundare și într-un mod care să dureze.
Abordarea ARNm promite să trimită instrucțiuni pentru realizarea versiunii sănătoase a unei proteine, iar Weissman o vede promițătoare în tratarea siclemiei, în special. În boala celulelor seceră, celulele roșii din sânge capătă o formă pliată și pot înfunda vasele de sânge minuscule, provocând dureri și leziuni ale organelor.
ARN-ul mesager ar putea fi folosit pentru a schimba instrucțiunile care duc la măduva osoasă, unde sunt fabricate celulele roșii din sânge, spunându-le să facă celule cu formă mai sănătoasă.
”Acum, cand putem viza aceasta celulă, speranța este că putem oferi oamenilor o injecție cu ARNm care va viza celulele stem ale măduvei osoase și va remedia boala”, a spus Weissman. “Este terapia genetică fără prețul de jumătate de milion de dolari”, a adăugat el. “Ar putea să fie doar o injecție intravenoasă și atât.”
Testele la șoareci sunt promițătoare – următorul pas este testarea la maimuțe, a spus Weissman.
În 2008, o companie numită apoi Shire Pharmaceuticals a început să dezvolte tratamente cu ARNm pentru fibroza chistică – o boală genetică mortală cauzată de oricare dintre numeroasele mutații mici ale unei gene numite CFTR.
Această tehnologie este acum deținută de Translate Bio, o companie dedicată fabricării de terapii și vaccinuri cu ARNm. Funcționează pentru a corecta CFTR defect în plămâni prin furnizarea de ARNm printr-un nebulizator.
Tratamentul pare sigur în studiile în stadiu incipient la oameni și este în analiză pentru autorizare la Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA).
Boli transmise de căpușe
Abordarea ARNm ar putea funcționa și împotriva unor boli transmise de căpușe, a spus Weissman.
“Ideea este dacă sunteți imuni la proteinele salivei căpușei, atunci când căpușa vă mușcă, corpul produce inflamație și căpușa cade”, a spus Weissman.
Boala Lyme este cauzată de bacteriile Borrelia burgdorferi, iar căpușa trebuie să rămână în general atașată cu 36 până la 48 de ore înainte de a transmite bacteriile gazdei. Dacă căpușa cade înainte, nu poate transmite infecția.
