MIT mengembangkan vaksin RNA yang dapat diprogram untuk berbagai penyakit

Tes pada tikus menunjukkan efektivitas vaksin terhadap virus Ebola, virus H1N1, Toxoplasma gondii.



Ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) seperti telah mengembangkan jenis vaksin baru yang dapat "diprogram" untuk berbagai penyakit. Produksi vaksin membutuhkan waktu satu minggu, yang memungkinkan Anda untuk dengan cepat melepaskannya dengan penyebaran penyakit.

Vaksin ini berisi untaian RNA kurir. Materi genetik ini dapat berisi informasi tentang protein virus atau bakteri. Untaian RNA "dikemas" menjadi molekul yang mengirimkan RNA ke sel, di mana proses penerjemahan diikuti oleh sintesis protein berikutnya yang mengaktifkan sistem kekebalan inang.

Menurut para pengembang, selain penyakit menular, vaksin ini dapat digunakan untuk melawan kanker. Menggunakan vaksin RNA, sistem kekebalan inang dapat diajarkan untuk mengenali dan menghancurkan sel kanker.

“Pencapaian ini memungkinkan kami untuk mengembangkan vaksin melawan penyakit baru hanya dalam tujuh hari, sehingga memungkinkan untuk dengan cepat menanggapi wabah penyakit virus yang tidak terduga, serta memodifikasi atau meningkatkan vaksin,” kata Daniel Anderson, salah satu peserta proyek. Ilmuwan dan kolega menerbitkan karya mereka tentang vaksin di Prosiding National Academy of Sciences pada 4 Juli.

Vaksin khusus

Vaksin yang tidak aktif biasanya digunakan untuk melawan penyakit virus . Komposisi vaksin jenis ini termasuk partikel virus yang awalnya tumbuh dalam kultur, dan kemudian dibunuh oleh paparan termal atau formaldehida. Virus untuk vaksin ditanam di laboratorium - sehingga mengurangi aktivitas dan infektivitasnya. Agar tubuh mengembangkan kekebalan terhadap virus semacam itu, dosis yang agak besar harus diberikan. Untuk meningkatkan aksi vaksin, kadang-kadang perlu untuk menambahkan bahan pembantu (zat yang meningkatkan respon imun). Beberapa putaran profilaksis vaksin juga diperlukan. Selain itu, vaksin hidup dengan virus yang dilemahkan juga digunakan.

Adapun vaksin RNA, mereka menyebabkan produksi salinan protein asing oleh organisme inang dalam jumlah yang cukup untuk memerangi patogen secara efektif. Gagasan membuat vaksin yang dapat diprogram berdasarkan messenger RNA bukanlah hal baru, usianya sekitar 30 tahun. Namun selama ini tidak mungkin membuat vaksin RNA yang andal. Alasan utamanya adalah bahwa para ilmuwan tidak dapat menemukan cara yang aman dan efektif untuk mengirimkan RNA messenger ke sel-sel inang.

Omar Khan, salah satu penulis karya tersebut, mengusulkan pengemasan vaksin RNA dalam nanopartikel yang terbuat dari dendrimer. Ini adalah makromolekul dengan struktur kayu simetris dengan cabang biasa. Dendrimer mampu membentuk kompleks dengan molekul lain, dan stabilitas kompleks tersebut dikendalikan oleh keadaan lingkungan eksternal. Ini membuka kemungkinan untuk menggunakan dendrimer dalam pengobatan sebagai pembawa untuk pengiriman gen atau obat yang ditargetkan. Keuntungan utama dendrimer adalah kemampuan untuk mengisi molekul seperti itu secara positif, yang akan memungkinkannya untuk berinteraksi dengan RNA dengan muatan negatif. Setelah dendrimers dan RNA digabungkan, kompleks yang dihasilkan dilipat menjadi struktur bulat dengan diameter 150 nanometer. Ini mirip dengan ukuran banyak virus, dan molekul-molekul vaksin RNA masuk ke dalam sel-sel tubuh dengan cara yang hampir sama dengan protein-protein virus.

Dengan mengubah urutan RNA, para ilmuwan dapat membuat vaksin yang memulai produksi hampir semua protein dalam sel-sel tubuh inang. Molekul RNA juga termasuk instruksi untuk memperkuat RNA, sehingga sel-sel menghasilkan lebih banyak protein.

Vaksin jenis ini disuntikkan ke dalam tubuh dengan suntikan teratur. Begitu kompleks dendrimer-RNA memasuki sel, proses penerjemahan dilakukan dan sel mulai menghasilkan protein yang memicu respons imun. Pada saat yang sama, sistem kekebalan organisme inang membentuk respons dari dua jenis: ada produksi simultan dari antibodi dan sel T.



Ilmuwan MIT telah melakukan serangkaian tes dengan tikus dan menerima hasil yang menggembirakan: hanya satu injeksi vaksin RNA menyebabkan respons kekebalan yang kuat. Tubuh tikus memberikan respon imun yang kuat terhadap virus Ebola, flu H1N1, Toxoplasma gondii.

"Terlepas dari antigen mana yang kami pilih, kami menerima respons imun lengkap dengan produksi antibodi dan sel T," kata Khan.

Para peneliti percaya bahwa vaksin mereka lebih aman daripada vaksin DNA, alternatif lain dari vaksin konvensional. Tidak seperti DNA, RNA tidak dapat dimasukkan ke dalam genom inang dan menyebabkan mutasi.

Produksi vaksin cepat

Pembuat vaksin yakin bahwa produk mereka mungkin sangat berguna untuk memerangi flu. Faktanya adalah bahwa dibutuhkan berbulan-bulan untuk menghasilkan vaksin flu biasa, ketika virus ditanam dalam telur ayam. Artinya, vaksin dapat siap setelah epidemi jenis flu tertentu telah berlalu. Di sini kita berbicara tentang seminggu.

Menurut para ahli yang telah membiasakan diri dengan karya pencipta vaksin RNA, ini adalah revolusi nyata dalam perang melawan penyakit menular. Faktanya adalah bahwa vaksin semacam itu juga dapat digunakan untuk memerangi penyakit yang belum diketahui - pelajari patogen dan ubah urutan RNA.

Sekarang penulis karya mendirikan perusahaan dan memulai proses teknologi lisensi. Dalam waktu dekat, mereka bermaksud memulai produksi komersial vaksin mereka. Dan tidak hanya terhadap penyakit yang telah disebutkan, tetapi juga terhadap virus Zika dan penyakit Lyme.

Source: https://habr.com/ru/post/id395703/