Kaj je mRNA cepivo
Cepivo mRNA prenese RNA v telesne celice, da po ustreznih spremembah in vitro izrazijo in proizvedejo proteinske antigene, s čimer povzročijo, da telo proizvede imunski odziv proti antigenu, s čimer se poveča imunska zmogljivost telesa[1,3].
Slika 1: Shematski diagram učinka neposrednega vbrizgavanja mRNA cepiva [2]
Razvrstitev mRNA cepiv
Cepiva mRNA delimo na dve vrsti:nepomnoževanjemRNA insamoojačevalnimRNA: samopomnoževalna mRNA ne samo kodira tarčni antigen, ampak tudi kodira replikacijo, ki omogoča znotrajcelično pomnoževanje RNA in mehanizem izražanja beljakovin.Nepodvajajoča se cepiva mRNA kodirajo samo tarčne antigene in vsebujejo 5' in 3' neprevedene regije (UTR).Zagotavljajo celovito stimulacijo prilagodljivosti in prirojene imunosti, in sicer izražanje antigena in situ in prenos signala nevarnosti, in imajo naslednje aplikacije.[2,3]
●Lahko zagotovi celovito stimulacijo prilagodljivosti in prirojene imunosti, in sicer izražanje antigena in situ in prenos signala nevarnosti
●Lahko inducira "uravnotežen" imunski odziv, vključno s humoralnimi in celičnimi efektorji ter imunskim spominom
●Lahko kombinira različne antigene brez povečanja kompleksnosti formulacije cepiva
●Nenehno izboljševanje imunskega potenciala je mogoče doseči s ponavljajočim se cepljenjem, imunskega odziva na nosilca pa ni ali je malo
●Toplotno stabilna cepiva mRNA lahko poenostavijo prevoz in shranjevanje cepiv
Slika 2: Shematski diagram mRNA cepiva in njegovega mehanizma izražanja antigena [4]
Značilnosti mRNA cepiv
V primerjavi s tradicionalnimi cepivi imajo mRNA cepiva enostavne proizvodne procese, hiter razvoj, ni potrebe po celični kulturi in nizke stroške.V primerjavi z DNA cepivi cepivom mRNA ni treba vstopiti v jedro in ni nevarnosti integracije v gostiteljev genom.Razpolovno dobo je mogoče prilagoditi s spremembo.
Tabela 1: Prednosti in slabosti mRNA cepiv
|
| Prednost | Pomanjkljivost |
| mRNA cepivo | Hitre raziskave in razvoj, proizvodnja cepiva traja le 40 dni | Sproži nepotreben imunski odziv
|
| Nestabilnost mRNA v fizioloških razmerah, enostavno razgradnjo | Ne bo se integriral v genom, da bi se izognil možnim terapevtskim mutacijam
| |
| Ni potrebe po jedrskem lokalizacijskem signalu, transkripciji | Učinkovitost jedrske varnosti je treba še preveriti
|
Slika 3: Diagram poteka proizvodnje in priprave cepiva mRNA [4]
Foregene komplet za izolacijo virusne RNA
RT-qPCR enostavno (en korak)
Izboljšane strategije za pripravo mRNA cepiv
Zaradi slabe stabilnosti same mRNA, lahke razgradnje z nukleazami v tkivih, nizke učinkovitosti vstopa v celico in nizke učinkovitosti prevajanja te napake omejujejo uporabo mRNA cepiv.Zelo pomembno vlogo ima tudi učinkovitost prevajanja.Dostavna vozila lahko razdelimo na virusne vektorje in nevirusne vektorje (vključno z liposomi, neliposomi, virusi, nanodelci itd.).Zato so potrebni ustrezni ukrepi za izboljšanje.Sledi strategija farmakološkega izboljšanja priprave mRNA[2]
1 Sintetizirajte cap analoge ali uporabite capping encime za stabilizacijo mRNA in povečanje translacije beljakovin z vezavo na evkariontski faktor iniciacije translacije 4E (EIF4E)
2 Prilagodite elemente v 5'-neprevedeni regiji (UTR) in 3'-UTR, da stabilizirate mRNA in povečate prevajanje beljakovin
3 Dodajanje Poly(A) repa lahko stabilizira mRNA in poveča prevajanje beljakovin
4 Modificirani nukleozidi za zmanjšanje prirojene imunske aktivacije in povečanje prevoda
5 Zdravljenje z RNazo III in čiščenje s hitro proteinsko tekočinsko kromatografijo (FPLC) lahko zmanjša imunsko aktivacijo in poveča prevajanje
6 Optimizirajte zaporedja ali kodone za povečanje prevoda
7 Sočasna dobava faktorjev iniciacije prevajanja in druge metode za spreminjanje prevajanja in imunogenosti
Slika 4: Postopek proizvodnje in sestavljanja mRNA z in vitro transkripcijo (IVT) [5]
Obsežna priprava plazmidne DNA
Čiščenje plazmidne DNA v glavnem odstrani kontaminante, kot so RNA, endotoksin DNA odprtega kroga, gostiteljski protein in gostiteljska nukleinska kislina, in običajno transformira rekombinantni plazmid v E. coli.E. coli je podvržena fermentaciji z visoko gostoto, nato ločitvi med trdno in tekočino in zbiranju E. coli.E. coli je nato podvržena alkalni lizi, centrifugalni ločitvi med trdno in tekočino in mikrofiltracijskim bistrenjem po lizi, ultrafiltraciji in koncentraciji po bistritvi ter nato kromatografskem čiščenju.
Čiščenje plazmidne DNA:
Foregene General Plasmid Mini Kit
【1】苗鹤凡, 郭勇, 江新香.mRNA疫苗研究进展及挑战[J].免疫学杂志, 2016(05):446-449.
【2】Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, et al.mRNA cepiva — nova doba v vakcinologiji [J].Nature Reviews Drug Discovery, 2018.
【3】Kramps T., Elbers K. (2017) Uvod v cepiva RNA.V: Kramps T., Elbers K. (ur.) Cepiva RNA.Metode v molekularni biologiji, vol. 1499. Humana Press, New York, NY.
【4】Maruggi G, Zhang C, Li J et al.mRNA kot transformativna tehnologija za razvoj cepiv za nadzor nalezljivih bolezni [J].Molekularna terapija, 2019.
【5】Sergio Linares-Fernández, Céline Lacroix, Prilagajanje cepiva mRNA za uravnoteženje prirojenega/prilagodljivega imunskega odziva, Trendi v molekularni medicini, zvezek 26, številka 3, 2020, strani 311-323.
Čas objave: 5. avgusta 2021
