სიახლეები

ვაქცინის შექმნის სამუშაო ხშირად აღწერილია, როგორც უმადურობა. მსოფლიოს ერთ-ერთი უდიდესი საზოგადოებრივი ჯანდაცვის ექიმის, ბილ ფოუჯის სიტყვებით: „არავინ გადაგიხდით მადლობას იმ დაავადებისგან გადარჩენისთვის, რომლის შესახებაც არასდროს იცოდნენ“.

თუმცა, საზოგადოებრივი ჯანდაცვის ექიმები ამტკიცებენ, რომ ინვესტიციის ანაზღაურება უკიდურესად მაღალია, რადგან ვაქცინები ხელს უშლის სიკვდილს და ინვალიდობას, განსაკუთრებით ბავშვებში. მაშ, რატომ არ ვამზადებთ ვაქცინებს ვაქცინით პრევენციული დაავადებებისთვის? მიზეზი ის არის, რომ ვაქცინები უნდა იყოს ეფექტური და უსაფრთხო, რათა მათი გამოყენება ჯანმრთელ ადამიანებშიც იყოს შესაძლებელი, რაც ვაქცინის შემუშავების პროცესს ხანგრძლივს და რთულს ხდის.

2020 წლამდე ვაქცინების საწყისი კონცეფციიდან ლიცენზირებამდე საშუალო დრო 10-დან 15 წლამდე იყო, უმოკლესი დრო კი ოთხი წელი იყო (ყბაყურას ვაქცინა). ამიტომ, COVID-19 ვაქცინის 11 თვეში შემუშავება არაჩვეულებრივი მიღწევაა, რაც შესაძლებელი გახდა ახალი ვაქცინის პლატფორმების, განსაკუთრებით კი mRNA-ს, ფუნდამენტური კვლევის მრავალწლიანი გამოცდილების წყალობით. მათ შორის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია დრიუ ვაისმანის და დოქტორ კატალინ კარიკოს წვლილი, რომლებიც 2021 წლის ლასკერის კლინიკური სამედიცინო კვლევის ჯილდოს მფლობელები არიან.

ნუკლეინის მჟავას ვაქცინების პრინციპი უოტსონისა და კრიკის ცენტრალურ კანონში ეფუძნება, რომლის მიხედვითაც დნმ ტრანსკრიფცირდება mRNA-დ, ხოლო mRNA ტრანსლირებულია ცილებად. თითქმის 30 წლის წინ დადასტურდა, რომ დნმ-ის ან mRNA-ს უჯრედში ან ნებისმიერ ცოცხალ ორგანიზმში შეყვანა გამოხატავდა ნუკლეინის მჟავას თანმიმდევრობით განსაზღვრულ ცილებს. მალევე, ნუკლეინის მჟავას ვაქცინის კონცეფცია დადასტურდა მას შემდეგ, რაც აღმოჩნდა, რომ ეგზოგენური დნმ-ით ექსპრესირებული ცილები დამცავ იმუნურ პასუხს იწვევს. თუმცა, დნმ ვაქცინების რეალურ ცხოვრებაში გამოყენება შეზღუდული იყო, თავდაპირველად ადამიანის გენომში დნმ-ის ინტეგრაციასთან დაკავშირებული უსაფრთხოების საკითხების გამო, ხოლო მოგვიანებით, ბირთვში დნმ-ის ეფექტური მიწოდების გაზრდის სირთულის გამო.

ამის საპირისპიროდ, mRNA, მიუხედავად იმისა, რომ ჰიდროლიზისადმი მგრძნობიარეა, როგორც ჩანს, მისი მანიპულირება უფრო ადვილია, რადგან mRNA ციტოპლაზმაში ფუნქციონირებს და შესაბამისად, არ საჭიროებს ნუკლეინის მჟავების ბირთვში მიწოდებას. ვაისმანისა და კარიკოს მიერ ათწლეულების განმავლობაში ჩატარებულმა საბაზისო კვლევამ, თავდაპირველად საკუთარ ლაბორატორიაში, ხოლო მოგვიანებით ორი ბიოტექნოლოგიური კომპანიისთვის (Moderna და BioNTech) ლიცენზირების შემდეგ, mRNA ვაქცინის რეალობად ქცევა განაპირობა. რა იყო მათი წარმატების გასაღები?

მათ რამდენიმე დაბრკოლება გადალახეს. mRNA-ს ამოიცნობენ თანდაყოლილი იმუნური სისტემის ნიმუშების ამოცნობის რეცეპტორები (სურ. 1), მათ შორის Toll-ის მსგავსი რეცეპტორების ოჯახის წევრები (TLR3 და TLR7/8, რომლებიც შესაბამისად აღიქვამენ ორჯაჭვიან და ერთჯაჭვიან რნმ-ს) და რეტინოინის მჟავა ინდუცირებს გენ I ცილის (RIG-1) გზას, რაც თავის მხრივ იწვევს ანთებას და უჯრედების სიკვდილს (RIG-1 არის ციტოპლაზმური ნიმუშების ამოცნობის რეცეპტორი, ამოიცნობს მოკლე ორჯაჭვიან რნმ-ს და ააქტიურებს I ტიპის ინტერფერონს, რითაც ააქტიურებს ადაპტაციურ იმუნურ სისტემას). ამრიგად, mRNA-ს ცხოველებში ინექციამ შეიძლება გამოიწვიოს შოკი, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ mRNA-ს რაოდენობა, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია ადამიანებში, შეიძლება შეზღუდული იყოს მიუღებელი გვერდითი მოვლენების თავიდან ასაცილებლად.

ანთების შემცირების გზების შესასწავლად, ვაისმანმა და კარიკომ გადაწყვიტეს გაეგოთ, თუ როგორ განასხვავებენ პათოგენისგან წარმოებულ რნმ-ს საკუთარი რნმ-სგან. მათ დააკვირდნენ, რომ მრავალი უჯრედშიდა რნმ, როგორიცაა მდიდარი რიბოსომული რნმ, ძლიერ მოდიფიცირებული იყო და ვარაუდობდნენ, რომ ეს მოდიფიკაციები საშუალებას აძლევდა საკუთარ რნმ-ებს თავი აერიდებინათ იმუნური ამოცნობისგან.

მნიშვნელოვანი გარღვევა მოხდა მაშინ, როდესაც ვაისმანმა და კარიკომ აჩვენეს, რომ ურიდინის ნაცვლად ფსევდოურიდინით mRNA-ს მოდიფიცირება ამცირებს იმუნური აქტივაციის დონეს, ამავდროულად ინარჩუნებს ცილების კოდირების უნარს. ეს მოდიფიკაცია ზრდის ცილის წარმოებას 1000-ჯერ მეტს, ვიდრე არამოდიფიცირებული mRNA, რადგან მოდიფიცირებული mRNA არ ამოიცნობა ცილა კინაზა R-ის მიერ (სენსორი, რომელიც ამოიცნობს რნმ-ს და შემდეგ ფოსფორილებს და ააქტიურებს ტრანსლაციის ინიციაციის ფაქტორს eIF-2α, რითაც წყვეტს ცილის ტრანსლაციას). ფსევდოურიდინით მოდიფიცირებული mRNA წარმოადგენს Moderna-სა და Pfizer-Biontech-ის მიერ შემუშავებული ლიცენზირებული mRNA ვაქცინების ხერხემალს.

საბოლოო გარღვევა იყო mRNA-ს ჰიდროლიზის გარეშე შეფუთვის საუკეთესო გზის და მისი ციტოპლაზმაში შეყვანის საუკეთესო გზის დადგენა. mRNA-ს მრავალი ფორმულირება გამოცდილია სხვადასხვა ვაქცინებში სხვა ვირუსების წინააღმდეგ. 2017 წელს, ასეთი კვლევების კლინიკურმა მტკიცებულებებმა აჩვენა, რომ mRNA ვაქცინების ლიპიდური ნანონაწილაკებით ინკაფსულაცია და მიწოდება აძლიერებდა იმუნოგენურობას, ამავდროულად ინარჩუნებდა მართვად უსაფრთხოების პროფილს.

ცხოველებზე ჩატარებულმა დამატებითმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ლიპიდური ნანონაწილაკები მიმართულია ანტიგენ-წარმომადგენელი უჯრედებისკენ დრენირებად ლიმფურ კვანძებში და ხელს უწყობს რეაქციას ფოლიკულური CD4 ჰელპერ T უჯრედების სპეციფიკური ტიპების აქტივაციის გამოწვევით. ამ T უჯრედებს შეუძლიათ გაზარდონ ანტისხეულების წარმოება, ხანგრძლივი სიცოცხლისუნარიანობის პლაზმური უჯრედების რაოდენობა და მომწიფებული B უჯრედების პასუხის ხარისხი. ორივე ამჟამად ლიცენზირებული COVID-19 mRNA ვაქცინა იყენებს ლიპიდურ ნანონაწილაკების ფორმულირებებს.

საბედნიეროდ, საბაზისო კვლევებში ეს მიღწევები პანდემიამდე იქნა მიღწეული, რამაც ფარმაცევტულ კომპანიებს საშუალება მისცა, თავიანთი წარმატება განევითარებინათ. mRNA ვაქცინები უსაფრთხო, ეფექტური და მასობრივად წარმოებულია. mRNA ვაქცინის 1 მილიარდ დოზაზე მეტი უკვე გამოყენებულია და წარმოების 2-4 მილიარდ დოზამდე გაზრდა 2021 და 2022 წლებში კრიტიკულად მნიშვნელოვანი იქნება COVID-19-ის წინააღმდეგ გლობალური ბრძოლისთვის. სამწუხაროდ, ამ სიცოცხლის გადარჩენის ინსტრუმენტებზე ხელმისაწვდომობის მხრივ მნიშვნელოვანი უთანასწორობაა, რადგან mRNA ვაქცინები ამჟამად ძირითადად მაღალი შემოსავლის მქონე ქვეყნებში გამოიყენება; და სანამ ვაქცინის წარმოება მაქსიმუმს არ მიაღწევს, უთანასწორობა შენარჩუნდება.

უფრო ფართო გაგებით, mRNA ვაქცინოლოგიის სფეროში ახალ აღმოცენებას გვპირდება, რაც გვაძლევს შესაძლებლობას, თავიდან ავიცილოთ სხვა ინფექციური დაავადებები, როგორიცაა გრიპის ვაქცინების გაუმჯობესება და ვაქცინების შემუშავება ისეთი დაავადებებისთვის, როგორიცაა მალარია, აივ და ტუბერკულოზი, რომლებიც პაციენტების დიდ რაოდენობას კლავენ და შედარებით არაეფექტურია ჩვეულებრივი მეთოდებით. ისეთი დაავადებები, როგორიცაა კიბო, რომელთა მართვაც ადრე რთულად ითვლებოდა ვაქცინის შემუშავების დაბალი ალბათობისა და პერსონალიზებული ვაქცინების საჭიროების გამო, ახლა შეიძლება განვიხილოთ ვაქცინების შემუშავებისთვის. mRNA მხოლოდ ვაქცინებს არ ეხება. პაციენტებისთვის დღემდე შეყვანილი mRNA-ს მილიარდობით დოზამ დაამტკიცა მათი უსაფრთხოება, რამაც გზა გაუხსნა სხვა რნმ თერაპიებს, როგორიცაა ცილის ჩანაცვლება, რნმ ინტერფერენცია და CRISPR-Cas (შორეული მოკლე პალინდრომული გამეორებების რეგულარული კლასტერები და მასთან დაკავშირებული Cas ენდონუკრენაზები) გენის რედაქტირება. რნმ-ის რევოლუცია ახლახან დაიწყო.

ვაისმანისა და კარიკოს სამეცნიერო მიღწევებმა მილიონობით სიცოცხლე გადაარჩინა და კარიკოს კარიერული გზა შთამბეჭდავია, არა იმიტომ, რომ ის უნიკალურია, არამედ იმიტომ, რომ უნივერსალურია. აღმოსავლეთ ევროპის ქვეყნიდან უბრალო ადამიანი, ის ამერიკის შეერთებულ შტატებში ემიგრაციაში წავიდა თავისი სამეცნიერო ოცნებების ასასრულებლად, თუმცა აშშ-ის დასაქმების სისტემასთან, წლების განმავლობაში არასტაბილური კვლევის დაფინანსებასთან და დაქვეითების პრობლემა შეექმნა. ის ხელფასის შემცირებაზეც კი დათანხმდა, რათა ლაბორატორია შეენარჩუნებინა და კვლევა გაეგრძელებინა. კარიკოს სამეცნიერო გზა რთული იყო, რომელიც აკადემიურ წრეებში მომუშავე ბევრ ქალს, იმიგრანტს და უმცირესობას იცნობს. თუ ოდესმე გაგიმართლათ და დოქტორ კარიკოს შეხვდით, ის თავმდაბლობის განსახიერებაა; შესაძლოა, სწორედ წარსულის სირთულეები აჩერებს მას მიწაზე.

ვაისმანისა და კარიკოს შრომისმოყვარეობა და დიდი მიღწევები სამეცნიერო პროცესის ყველა ასპექტს წარმოადგენს. არც ერთი ნაბიჯი, არც ერთი მილა. მათი შრომა ხანგრძლივი და დამღლელია, რაც შეუპოვრობას, სიბრძნესა და ხედვას მოითხოვს. მიუხედავად იმისა, რომ არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ მსოფლიოს ბევრ ადამიანს ჯერ კიდევ არ აქვს ვაქცინებზე წვდომა, ჩვენგან ისინი, ვისაც COVID-19-ის საწინააღმდეგო ვაქცინაცია გაუმართლა, მადლიერნი ვართ ვაქცინების დამცავი სარგებლისთვის. ვულოცავთ ორ საბაზისო მეცნიერს, რომელთა გამორჩეულმა შრომამ mRNA ვაქცინები რეალობად აქცია. მეც ვუერთდები მრავალ სხვა ადამიანს და გამოვხატავ ჩემს უსაზღვრო მადლიერებას მათ მიმართ.