Szczepionki oparte na mRNA to dopiero wierzchołek góry lodowej

Prof. dr hab. Ewa Bartnik była związana z Instytutem Genetyki i Biotechnologii Uniwersytetu Warszawskiego oraz Instytutem Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk. Pełniła funkcję zastępczyni przewodniczącego Komitetu Genetyki Człowieka i Patologii Molekularnej PAN oraz sekretarza generalnego Polskiego Towarzystwa Genetycznego. Jest także autorką podręczników dla uczniów szkół średnich oraz podręczników akademickich. Za wkład w popularyzację nauki otrzymała nagrodę Polskiego Towarzystwa Genetycznego oraz Polskiego Stowarzyszenia Dziennikarzy Naukowych.

Z powodu pandemii prawie każdy słyszał już o szczepionkach opartych na mRNA. Jednak jest to dopiero przysłowiowy wierzchołek góry lodowej. Właśnie rozpoczęły się testy kliniczne uniwersalnej szczepionki przeciwko grypie, bada się też inne preparaty, także terapeutyczne. Skąd taki potencjał? I czym jest to RNA?

Prof. dr hab. Ewa Bartnik: W DNA zapisana jest informacja o budowie białek. Przepisywana jest ona właśnie na RNA, a konkretnie - na mRNA, które z jądra komórkowego wędruje do komórkowej maszynerii produkującej białka. Można powiedzieć, że mRNA to taki posłaniec, który mówi komórce, jakie białka ma wytworzyć. Jest wiele innych rodzajów RNA, tRNA i rRNA biorą udział w tworzeniu białek, a sporo innych rodzajów RNA pełni funkcje regulatorowe w komórce.

W jaki zatem można RNA wykorzystać w medycynie?

Możemy na przykład wprowadzić do komórki mRNA niosące informację o budowie konkretnego białka. Tak było właśnie w przypadku szczepionek przeciwko Covid-19, które zawierały mRNA z informacją o białku kolca wirusa. Jednak białka mogą być różne.

Na przykład jakie?

W testowanych już klinicznie szczepionkach przeciwko rakowi trzustki oraz czerniakowi, do komórek wprowadza się mRNA z informacją o wadliwym białku komórek nowotworowych. Chodzi o to, by pobudzić układ odpornościowy, by atakował te obce białka. Jednak w tym przypadku u każdego chorego to białko jest inne, dlatego taką szczepionkę przygotowuje się indywidualnie dla każdego pacjenta. Dzięki temu jednak istnieje szansa, że zaawansowany czerniak i rak trzustki przestaną mieć tak fatalne rokowania, jak obecnie.

Jak jeszcze RNA może działać w terapiach?

RNA można właśnie wykorzystać na różne sposoby. Dobrym przykładem jest dostępny już, stosowany u dzieci lek przeciwko rdzeniowemu zanikowi mięśni, nusinersen. Mówiąc w uproszczeniu, choroba ta wynika z faktu, że w wyniku mutacji brakuje kluczowego białka. Obok jest bardzo podobny gen, ale ma mutacje, która powoduje, że z niego mRNA nie powstaje. W ramach terapii do komórek wprowadza się natomiast małe RNA, które tym razem stabilizuje wspomniane mRNA, co umożliwia komórkom produkcję niezbędnego białka.

Jakie jeszcze mechanizmy się stosuje?

Można podać RNA, które wyłączy jakiś nieprawidłowo działający gen. Takie podejście wykorzystuje terapia dziedzicznej amyloidozy transtyretynowej. W przebiegu tego schorzenia, z powodu działania wadliwego genu, w organach odkłada się nieprawidłowe, szkodliwe białko. Z pomocą odpowiedniego RNA można ten gen deaktywować i białko przestanie powstawać. Lek o nazwie Patisiran spowalnia przebieg tej choroby. Jest już dostępny, choć bardzo drogi.

Czy można powiedzieć, że główna różnica między terapiami genowymi a terapiami opartymi na RNA jest taka, że podawane DNA wbudowuje się w genom i działa z reguły już do końca życia, a RNA oddziałuje tylko przez jakiś czas?

Tak, stabilność RNA jest różna, ale szybciej lub wolniej ulega ono rozkładowi i przestaje działać. Tym między innymi różni się od DNA wbudowanego w genom.

Precyzyjne wbudowanie jakiegoś genu w wybrane miejsce genomu to niezwykle karkołomne zadanie. W porównaniu do niego wprowadzenie RNA do komórki wydaje się całkiem proste. Dlaczego więc terapie genowe pojawiły się dużo wcześniej od terapii opartych na RNA?

Historia tych terapii RNA zaczęła się tak naprawdę od badań węgierskiej biochemiczki Katalin Karikó, która później pracowała w Modernie. Karikó razem z immunologiem Drew Weissmanem zaczęła rozwijać tego typu metody na początku tego wieku. Niestety, przez dłuższy czas trudno im było się przebić z pomysłem, że RNA można wykorzystać terapeutycznie. Teraz mamy lawinę badań w tej dziedzinie. Widziałam niedawno publikację, w której cała strona zawierała tylko listę badań znajdujących się już w fazie klinicznej (czyli z udziałem pacjentów), rożnych terapii opartych na RNA – zarówno mRNA niosącym informację o białkach, RNA stabilizującym RNA komórkowe oraz wyłączającym wadliwe geny.

Jednak skoro RNA nie wbudowuje się w genom, w przypadku wielu chorób terapia będzie musiała być stosowana do końca życia, zgadza się?

Taka terapia będzie musiała trwać. Jednak być może w przypadku niektórych chorób wieku dziecięcego wystarczy jej podawanie przez kilka lat. W przypadku niektórych chorób może być potrzebne ciągłe leczenie. Jednak i tutaj dokonuje się szybki postęp. Nauczyliśmy się dobrze dostarczać RNA do komórek w tłuszczowych mikrokapsułkach. Sprawnie potrafimy też syntetyzować potrzebne RNA. Bada się też sposoby jego stabilizowania co może umożliwić rzadsze przyjmowanie leku. Coraz doskonalsze metody skutkują jednocześnie spadkiem ceny takich terapii. Być może też, z czasem niektóre terapie oparte na RNA zostaną zastąpione właśnie terapią genową, która wyleczy chorobę raz na zawsze. Albo naukowcy wymyślą coś jeszcze innego. Rozwój biologii molekularnej jest niesłychanie szybki.

Jak szybki?

Teraz, nawet jeśli nieustannie czytałabym pojawiające się publikacje, nie byłabym w stanie nadążyć.

A czy widzi Pani jakieś zagrożenia medycznego stosowania RNA?

Osobiście ich nie widzę. W ostatnim czasie, w Polsce i w ogóle na świecie niektórzy wyrażali obawy, że informacja genetyczna z RNA może zostać jakoś przepisana do genomu i stwarzać w ten sposób kłopoty. RNA jest tymczasem niestabilne – po spełnieniu swojej roli ulega rozkładowi. Zagrożenie ze strony tych cząsteczek jest znikome. Warto zwrócić też uwagę na inną kwestię. W przypadku kogoś, kto jest ciężko chory, trudno mówić o ryzyku. Dla takiej osoby terapia to przede wszystkim szansa.

Marek Matacz