Co wiemy o szczepionkach mRNA przeciwko SARS-CoV-2?

Gdy 09.11.2020 przedstawiciele amerykańskiego koncernu Pfizer oznajmili, że ich szczepionka przeciwko SARS-CoV-2, opracowana wraz z niemiecką firmą BioNTech charakteryzuje się 90% skutecznością wydawało się, że dokonał się przełom. Pojawił się na rynku pierwszy preparat, który miał skutecznie chronić przez zakażeniami nowym koronawirusem, a jednocześnie była to pierwsza zarejestrowana szczepionka oparta na technologii mRNA. 21.12.2020 szczepionka Pfizer/BioNTech otrzymała pozytywną rekomendację Europejskiej Agencji Leków (EMA), a 27.12.2020 rozpoczęto pierwsze szczepienia tym preparatem na terenie Polski.  Początkowo jej skuteczność w schemacie dwudawkowym określono na poziomie 90%, który następnie został ustalony na 95%. Kolejnym preparatem z tej grupy była dopuszczona na rynek amerykański 16.11.2020 szczepionka biotechnologicznej firmy Moderna o skuteczności rzędu wyniosła 94-94,5%. Szczepionka ta została dopuszczona 06.01.2021 przez EMA do obrotu na terenie UE.

Czym różnią się więc od siebie dwie szczepionki mRNA dostępne obecnie na terenie Polski? Różnice tak naprawdę są nieznaczne: preparat firmy Pfizer/BioNTech wymaga przechowywania w temperaturze -70°C, podczas gdy dla szczepionki Moderna wystarcza temperatura -20°C. Drugą dawkę szczepionki Pfizera należy podać po upływie 21 dni, zaś szczepionki Moderna po 28 dniach. Ponadto szczepionka Pfizera może być podawana osobom ≥16 lat, a szczepionka Moderna ≥18 roku życia. Jest to związane z różnicami w doborze osób, na których prowadzono badania kliniczne.

Szybka ścieżka badań nad szczepionkami w dobie COVID-19 nie oznacza jednak, że szczepionki przeciwko SARS-CoV-2 są pierwszymi preparatami medycznymi, wykorzystującymi technologię mRNA. Takowe są bowiem od kilku lat stosowane są z powodzeniem w kardiologii, okulistyce czy neurologii. Niemniej jednak sam fakt wykorzystania szczepionek mRNA na szeroką skalę podczas pandemii COVID-19, stał się mechanizmem spustowym prowadzącym do swoistego przełomu w medycynie. Chociaż te szczepionki zostały zatwierdzone do użytku na przez FDA i EMA bardzo szybko, to jednak ich wdrożenie poprzedziło wiele lat prac naukowych. Badania nad szczepionkami/preparatami mRNA trwają bowiem mniej więcej od połowy lat 90-tych XX wieku. Rzeczywiście, jak do tej pory szczepionki mRNA przeciwko SARS-CoV-2 są pierwszymi, które zarejestrowano oficjalnie do obrotu. Niemniej wcześniej próby takie miały miejsce w odniesieniu do szczepionki przeciwko SARS-CoV-1, MERS-CoV czy wirusom Zika lub Ebola. Nie zarejestrowano ich pomimo potwierdzonej skuteczności, bowiem choroby wywoływane przez te patogeny nie stanowią obecnie problemu klinicznego.

Wbrew często powtarzanemu w przestrzeni medialnej mniemaniu, nie istnieje ryzyko iż kwasy rybonukleinowe ze szczepionki zostaną wbudowane do genomu osoby zaszczepionej. Mechanizm działania szczepionek mRNA polega bowiem na dostarczeniu do komórek ludzkiego organizmu czystej informacji genetycznej, która koduje konkretne białko. W przypadku SARS-CoV-2 chodzi o białko o nazwie glikoproteina kolca (białko S). Po dotarciu do komórki specjalnie zaprojektowanego mRNA, w cytoplazmie zaszczepionej komórki, z obecnych tam aminokwasów produkowane jest wyłącznie to konkretne białko SARS-CoV-2. Proces ten naśladuje translację, która zachodzi normalnie w komórce. Oczywiście, dzieje się tak w pewnym stopniu, gdyż dotyczy tylko jednego białka pochodzenia wirusowego, odwzorowuje naturalny proces zakażenia wirusem. Nie należy żywić obaw dotyczących ewentualnego „wbudowania” mRNA do ludzkiego genomu; mRNA nie odkłada się bowiem w komórce. Po wykorzystaniu przez organizm zawartej w szczepionkowym mRNA informacji, jest ono w bardzo krótkim czasie niszczone przez enzymy wewnątrzkomórkowe (RNAzy). Jest to proces analogiczny do tego, jaki zachodzi z mRNA wytwarzanym każdego dnia przez komórkę. Szczepionka mRNA nie zawiera też informacji o kompletnym wirusie, tak więc nie może doprowadzić do zakażenia i przechorowania COVID-19. Ponadto cały proces zachodzi w cytoplazmie zaszczepionej komórki i dotyczy jednoniciowego kwasu rybonukleinowego (RNA), podczas gdy nasze geny zlokalizowane są w jądrze komórkowym, oddzielonym od cytoplazmy podwójną błoną jądrową. Na dodatek nasz materiał genetyczny stanowi dwuniciowy kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA), będący pod względem chemicznym zupełnie innym związkiem. Natomiast dzięki temu, że mRNA jest cząsteczką naturalnie występującą w organizmie człowieka, jest ono łatwo rozpoznawane przez maszynerię wewnątrzkomórkową i może bez problemu być matrycą do wyprodukowania białka, jakiego sobie zażyczymy. Trzeba też pamiętać, iż mRNA nie jest jedną cząsteczką – należałoby go nazwać raczej grupą cząsteczek – bowiem każde produkowane białko musi posiadać i posiada swoje własne, charakterystyczne mRNA. Tak więc do sporządzenia różnych szczepionek czy leków należy wytworzyć mRNA o sekwencji charakterystycznej dla konkretnego białka. Niemniej jednak daje to możliwość produkowania skomplikowanych białek potrzebnych do tworzenia efektywnych szczepionek oraz łatwego ich dostosowywania do ewentualnych zmian w obrębie patogenu.

Dr hab. n. med. Tomasz Dzieciątkowski