Науковці розкривають потенціал мРНК-технологій у боротьбі з різними хворобами

Messenger RNA (мРНК) — велика молекула, присутня в усіх наших клітинах, яка відповідає за створення білків відповідно до інструкцій ДНК. Попри те, що широку увагу ця технологія привернула лише нещодавно, її відкриття датується 1961 роком, і відтоді науковці невпинно досліджують її потенціал у боротьбі з інфекційними захворюваннями, раком та рідкісними хворобами.

Джефф Коллер, професор біології РНК та терапевтики в Університеті Джонса Гопкінса та співзасновник компанії з розробки РНК-терапії, пояснює, що одна молекула мРНК може використовуватися для створення багатьох копій білка, хоча природно запрограмована на подальше руйнування.

На сьогодні існують три схвалені FDA вакцини, що використовують мРНК: дві проти COVID-19 та одна проти респіраторно-синцитіального вірусу (RSV) для літніх людей. Роберт Александр Вессельгефт, директор РНК-терапії в Інституті генної та клітинної терапії Mass General Brigham, пояснює механізм їхньої дії: ланцюжки мРНК, упаковані в крихітні жирові частинки, потрапляють у м'язові та імунні клітини. Клітинні білкові фабрики використовують інструкції мРНК для виробництва білка, подібного до того, що знаходиться на поверхні вірусу COVID-19. Організм розпізнає цей білок як чужорідний і запускає імунну відповідь.

Більшість мРНК зникає протягом кількох днів, але організм зберігає «пам'ять» про неї у формі антитіл. Як і з іншими типами вакцин, імунітет слабшає з часом та в міру еволюції вірусу в нові варіанти.

Прорив у використанні мРНК-вакцин стався в середині 2000-х років, коли науковці Пенсильванського університету з'ясували, як доставити чужорідну мРНК у людські клітини, не допускаючи її передчасного руйнування. Ця технологія особливо цінна для швидкого створення вакцин, оскільки всі компоненти, крім послідовності РНК, залишаються незмінними для різних вакцин.

Флоріан Краммер, вірусолог з Медичної школи Ікана при Маунт-Сінай, який раніше консультував Pfizer та CureVac щодо мРНК-терапії, відзначає потенціал цієї технології для розробки щорічної вакцини проти грипу. Традиційно вчені визначають штами грипу для вакцини в лютому-березні, щоб розпочати виробництво для осіннього сезону в США. Однак до вересня може стати домінантним інший штам. Завдяки швидшому виробництву мРНК-вакцин науковці могли б почекати до травня-червня, щоб краще визначити циркулюючі штами, що підвищило б ефективність вакцини.

Щодо безпеки, доктор Бушер зазначає, що поширене занепокоєння пацієнтів про можливість впливу мРНК-вакцин на ДНК безпідставне. Наші клітини не можуть перетворювати мРНК на ДНК, тому вона не може вбудовуватися в наш геном.

Доктор Адам Ратнер, спеціаліст з дитячих інфекційних захворювань у Нью-Йорку, підкреслює, що за понад чотири роки використання вакцини проти COVID-19 не виявлено довгострокових проблем з безпекою. Хоча деякі батьки висловлювали занепокоєння щодо міокардиту (запалення серцевого м'яза) як можливого побічного ефекту вакцини, ризик такого запалення від самої інфекції COVID-19, тривалого COVID-19 або мультисистемного запального синдрому у дітей значно вищий.

Дослідники вивчають можливості застосування мРНК-технології для лікування широкого спектру захворювань, включаючи рак, серцево-судинні захворювання, автоімунні розлади, такі як діабет 1 типу, та рідкісні захворювання, як-от муковісцидоз. При онкологічних захворюваннях мРНК кодує пухлинний білок, який імунна система розпізнає як чужорідний, що спонукає організм атакувати пухлину. У випадку генетичних розладів, таких як муковісцидоз, мРНК кодує функціональну версію дефіцитного білка для заміни дефектного та відновлення здорового стану слизу.

Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Nature, продемонструвало, що експериментальна мРНК-вакцина проти раку підшлункової залози викликала імунну відповідь у деяких пацієнтів після операції. Пацієнти, у яких спостерігалася така імунна відповідь, жили довше без рецидиву раку порівняно з пацієнтами, у яких її не було.

Інше дослідження показало, що у мавп інгаляційна мРНК-терапія могла виробляти білок, необхідний для формування війок — волоскоподібних структур, які вистилають наші дихальні шляхи та виводять слиз. Ці білки не функціонують належним чином при виснажливому респіраторному розладі, відомому як первинна циліарна дискінезія.

Проте доктор Стівен Розенберг, керівник хірургічного відділення Національного інституту раку та експерт з імунотерапії раку, зазначає, що ці дослідження все ще перебувають на ранніх стадіях. Наприклад, дослідження раку підшлункової залози першої фази включало лише 16 пацієнтів, і могли існувати інші відмінності між групами, що пояснювали різну тривалість виживання.

Доктор Річард Бушер, пульмонолог з Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл, наголошує на складності безпечної доставки частинок, що несуть мРНК, саме в потрібні клітини при захворюваннях легень.

Загалом, як зазначає доктор Ратнер, мРНК-вакцини «захоплюючі» тим, що дають надію на лікування захворювань, де попередні технології виявилися неефективними. Однак мРНК-терапія залишається технологією, як і будь-яка інша: у деяких випадках вона, ймовірно, працюватиме, а в інших — ні.