habari

Kazi ya kutengeneza chanjo mara nyingi hufafanuliwa kuwa isiyo na shukrani. Kwa maneno ya Bill Foege, mmoja wa madaktari bingwa wa afya ya umma ulimwenguni, "Hakuna mtu atakayekushukuru kwa kuwaokoa kutokana na ugonjwa ambao hawakujua kamwe kuwa nao."

Lakini madaktari wa afya ya umma wanahoji kuwa faida kwenye uwekezaji ni kubwa mno kwa sababu chanjo huzuia vifo na ulemavu, hasa kwa watoto. Kwa hivyo kwa nini hatutengenezi chanjo za magonjwa mengi yanayozuilika kwa chanjo? Sababu ni kwamba chanjo lazima ziwe na ufanisi na salama ili ziweze kutumika kwa watu wenye afya, ambayo inafanya mchakato wa maendeleo ya chanjo ndefu na ngumu.

Kabla ya 2020, muda wa wastani kutoka mimba ya awali hadi kupata leseni ya chanjo ilikuwa miaka 10 hadi 15, na muda mfupi zaidi ukiwa miaka minne (chanjo ya mabusha). Kutengeneza chanjo ya COVID-19 katika muda wa miezi 11 kwa hivyo ni jambo la kushangaza, lililowezeshwa na miaka ya utafiti wa kimsingi kwenye majukwaa mapya ya chanjo, maarufu zaidi mRNA. Miongoni mwao, michango ya Drew Weissman na Dk. Katalin Kariko, wapokeaji wa Tuzo ya Utafiti wa Matibabu ya Kliniki ya Lasker ya 2021, ni muhimu sana.

Kanuni ya chanjo ya asidi ya nukleiki imejikita katika sheria kuu ya Watson na Crick kwamba DNA inanakiliwa kuwa mRNA, na mRNA inatafsiriwa kuwa protini. Karibu miaka 30 iliyopita, ilionyeshwa kuwa kuanzisha DNA au mRNA kwenye seli au kiumbe chochote kilicho hai kungeonyesha protini zilizoamuliwa na mfuatano wa asidi ya nukleiki. Muda mfupi baadaye, dhana ya chanjo ya asidi ya nuklei ilithibitishwa baada ya protini zilizoonyeshwa na DNA ya nje kuonyeshwa kushawishi mwitikio wa kinga ya kinga. Hata hivyo, matumizi ya ulimwengu halisi ya chanjo za DNA yamepunguzwa, mwanzoni kwa sababu ya masuala ya usalama yanayohusishwa na kuunganisha DNA kwenye jenomu ya binadamu, na baadaye kwa sababu ya ugumu wa kuongeza uwasilishaji bora wa DNA kwenye kiini.

Kinyume chake, mRNA, ingawa inaweza kuathiriwa na hidrolisisi, inaonekana kuwa rahisi kudhibiti kwa sababu mRNA hufanya kazi ndani ya saitoplazimu na kwa hivyo haihitaji kutoa asidi ya nyuklia kwenye kiini. Miongo kadhaa ya utafiti wa kimsingi wa Weissman na Kariko, mwanzoni katika maabara yao wenyewe na baadaye baada ya kutoa leseni kwa kampuni mbili za teknolojia ya kibayoteknolojia (Moderna na BioNTech), ilisababisha chanjo ya mRNA kuwa ukweli. Ni nini kilikuwa ufunguo wa mafanikio yao?

Walishinda vikwazo kadhaa. mRNA inatambulika na vipokezi asili vya utambuzi wa mfumo wa kinga (FIG. 1), ikijumuisha washiriki wa familia ya kipokezi kama Toll (TLR3 na TLR7/8, ambayo huhisi RNA yenye mistari miwili na yenye ncha moja, mtawalia) na asidi ya retinoic hushawishi njia ya jeni I ya protini (RIG-1), ambayo kwa upande wake ni muundo wa seli ya cytoic (RIG) na kusababisha kifo. kipokezi cha utambuzi, Hutambua RNA fupi yenye ncha mbili na kuamilisha aina ya interferon ya I, na hivyo kuamilisha mfumo wa kinga unaobadilika). Kwa hivyo, kudunga mRNA ndani ya wanyama kunaweza kusababisha mshtuko, na kupendekeza kuwa kiasi cha mRNA kinachoweza kutumika kwa wanadamu kinaweza kupunguzwa ili kuepusha athari zisizokubalika.

Ili kuchunguza njia za kupunguza uvimbe, Weissman na Kariko walianza kuelewa jinsi vipokezi vya utambuzi wa muundo vinavyotofautisha kati ya RNA inayotokana na pathojeni na RNA yao wenyewe. Waliona kuwa Rna nyingi za ndani ya seli, kama vile Rnas tajiri za ribosomal, zilibadilishwa sana na kukisia kuwa marekebisho haya yaliruhusu Rna zao wenyewe kuepuka utambuzi wa kinga.

Mafanikio muhimu yalikuja wakati Weissman na Kariko walipoonyesha kuwa kurekebisha mRNA na pseudouridine badala ya ouridine kumepunguza uanzishaji wa kinga huku kubakiza uwezo wa kusimba protini. Marekebisho haya huongeza uzalishaji wa protini, hadi mara 1,000 ya mRNA ambayo haijabadilishwa, kwa sababu mRNA iliyorekebishwa huepuka kutambuliwa na protini kinase R (kihisi kinachotambua RNA na kisha phosphorylates na kuwezesha kipengele cha kuanzisha tafsiri eIF-2α, na hivyo kuzima utafsiri wa protini). MRNA iliyorekebishwa ya Pseudouridine ndio uti wa mgongo wa chanjo za mRNA zilizoidhinishwa zilizotengenezwa na Moderna na Pfizer-Biontech.

Mafanikio ya mwisho yalikuwa kuamua njia bora ya kufunga mRNA bila hidrolisisi na njia bora ya kuiwasilisha kwenye saitoplazimu. Michanganyiko mingi ya mRNA imejaribiwa katika aina mbalimbali za chanjo dhidi ya virusi vingine. Mnamo mwaka wa 2017, ushahidi wa kimatibabu kutoka kwa majaribio kama haya ulionyesha kuwa ujumuishaji na utoaji wa chanjo za mRNA zilizo na nanoparticles za lipid ziliboresha uwezo wa kinga wakati wa kudumisha usalama unaoweza kudhibitiwa.

Tafiti zinazounga mkono wanyama zimeonyesha kuwa nanoparticles za lipid hulenga seli zinazowasilisha antijeni katika kutoa nodi za limfu na kusaidia majibu kwa kuamsha aina mahususi za seli T msaidizi za CD4. Seli hizi za T zinaweza kuongeza uzalishaji wa kingamwili, idadi ya seli za plasma zilizoishi kwa muda mrefu na kiwango cha mwitikio wa seli B zilizokomaa. Chanjo mbili zilizoidhinishwa kwa sasa za COVID-19 mRNA zote zinatumia uundaji wa lipid nanoparticle.

Kwa bahati nzuri, maendeleo haya katika utafiti wa kimsingi yalifanywa kabla ya janga hili, ikiruhusu kampuni za dawa kuendeleza mafanikio yao. Chanjo za mRNA ni salama, zinafaa na huzalishwa kwa wingi. Zaidi ya dozi bilioni 1 za chanjo ya mRNA zimetolewa, na kuongeza uzalishaji hadi dozi bilioni 2-4 mwaka 2021 na 2022 itakuwa muhimu kwa mapambano ya kimataifa dhidi ya COVID-19. Kwa bahati mbaya, kuna ukosefu mkubwa wa usawa katika upatikanaji wa zana hizi za kuokoa maisha, na chanjo za mRNA zinazosimamiwa kwa sasa zaidi katika nchi za kipato cha juu; Na hadi uzalishaji wa chanjo ufikie kiwango cha juu, ukosefu wa usawa utaendelea.

Kwa upana zaidi, mRNA inaahidi mapambazuko mapya katika uwanja wa chanjo, ikitupa fursa ya kuzuia magonjwa mengine ya kuambukiza, kama vile kuboresha chanjo ya mafua, na kutengeneza chanjo ya magonjwa kama vile malaria, VVU, na kifua kikuu ambayo inaua idadi kubwa ya wagonjwa na haifanyi kazi kwa njia za kawaida. Magonjwa kama vile saratani, ambayo hapo awali yalionekana kuwa magumu kushughulika nayo kwa sababu ya uwezekano mdogo wa kutengeneza chanjo na hitaji la chanjo ya kibinafsi, sasa inaweza kuzingatiwa kwa utengenezaji wa chanjo. mRNA sio tu kuhusu chanjo. Mabilioni ya dozi za mRNA ambazo tumedunga kwa wagonjwa hadi sasa zimethibitisha usalama wao, na hivyo kufungua njia kwa matibabu mengine ya RNA kama vile uingizwaji wa protini, kuingiliwa kwa RNA, na CRISPR-Cas (makundi ya mara kwa mara ya marudio mafupi ya palindromic yaliyounganishwa na uhariri wa jeni wa Cas endonucrenases). Mapinduzi ya RNA yalikuwa yameanza.

Mafanikio ya kisayansi ya Weissman na Kariko yameokoa mamilioni ya maisha, na safari ya kazi ya Kariko inasonga, si kwa sababu ni ya kipekee, lakini kwa sababu ni ya ulimwengu wote. Akiwa ni mwananchi wa kawaida kutoka nchi ya Ulaya Mashariki, alihamia Marekani ili kufuata ndoto zake za kisayansi, lakini alipambana na mfumo wa umiliki wa Marekani, miaka ya ufadhili wa utafiti usio na uhakika, na kushushwa cheo. Alikubali hata kukatwa mshahara ili kufanya maabara iendelee na kuendelea na utafiti wake. Safari ya kisayansi ya Kariko imekuwa ngumu, ambayo wanawake wengi, wahamiaji na wachache wanaofanya kazi katika taaluma wanaifahamu. Ikiwa umewahi kupata bahati ya kukutana na Dk. Kariko, anajumuisha maana ya unyenyekevu; Huenda ukawa ugumu wa maisha yake ya zamani ndio unaomfanya ajitegemee.

Kazi ngumu na mafanikio makubwa ya Weissman na Kariko yanawakilisha kila nyanja ya mchakato wa kisayansi. Hakuna hatua, hakuna maili. Kazi yao ni ndefu na ngumu, inayohitaji ukakamavu, hekima na maono. Ingawa hatupaswi kusahau kwamba watu wengi duniani kote bado hawana chanjo, wale wetu waliobahatika kupata chanjo dhidi ya COVID-19 tunashukuru kwa manufaa ya kinga ya chanjo. Hongera wanasayansi wawili wa kimsingi ambao kazi yao bora imefanya chanjo za mRNA kuwa ukweli. Ninaungana na wengine wengi kutoa shukrani zangu zisizo na mwisho kwao.