โปรตีนของไวรัสจะถูกสร้างเป็นแอนติเจนในรูปแบบของวัคซีน และระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายจะสร้างแอนติบอดีต่อแอนติเจนที่ให้มา ดังนั้นจึงช่วยป้องกันการติดเชื้อในอนาคตได้ สิ่งที่น่าสนใจคือ นี่เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ที่มีการให้ mRNA ที่สอดคล้องกันในรูปแบบของวัคซีนที่ใช้กลไกของเซลล์ในการแสดงออก/การแปลแอนติเจน/โปรตีน สิ่งนี้จะเปลี่ยนเซลล์ในร่างกายให้เป็นโรงงานผลิตแอนติเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะทำให้เซลล์ออกฤทธิ์ได้ ภูมิคุ้มกัน โดยการสร้างแอนติบอดี พบว่าวัคซีน mRNA เหล่านี้ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในการทดลองทางคลินิกในมนุษย์ และในตอนนี้ ไวรัสโควิด-19 mRNA กำลังให้วัคซีน BNT162b2 (ไฟเซอร์/ไบโอเอ็นเทค) แก่ประชาชนตามระเบียบการ ในฐานะวัคซีน mRNA ตัวแรกที่ได้รับการอนุมัติอย่างถูกต้อง ถือเป็นหลักชัยสำคัญทางวิทยาศาสตร์ที่เปิดประตูสู่ยุคใหม่ ยา และการส่งยา ในไม่ช้านี้จะได้เห็นการประยุกต์ใช้ของ mRNA เทคโนโลยีการรักษาโรคมะเร็ง วัคซีนสำหรับโรคอื่นๆ และอาจเปลี่ยนแปลงแนวทางการแพทย์และกำหนดทิศทางอุตสาหกรรมยาไปพร้อมกันในอนาคต
หากจำเป็นต้องใช้โปรตีนภายในเซลล์เพื่อบำบัดโรคหรือเพื่อทำหน้าที่เป็นแอนติเจนสำหรับการพัฒนาภูมิคุ้มกันที่ออกฤทธิ์ โปรตีนนั้นจะต้องถูกส่งเข้าไปในเซลล์อย่างปลอดภัยในรูปแบบที่ไม่เสียหาย นี่ยังคงเป็นงานที่ยากลำบาก โปรตีนสามารถแสดงออกโดยตรงไปยังเซลล์โดยการฉีดกรดนิวคลีอิกที่สอดคล้องกัน (DNA หรือ RNA) ซึ่งใช้กลไกของเซลล์ในการแสดงออกได้หรือไม่?
กลุ่มนักวิจัยเกิดความคิดเกี่ยวกับยาที่เข้ารหัสด้วยกรดนิวคลีอิก และแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 1990 ว่าการฉีดโดยตรงของ mRNA เข้าสู่กล้ามเนื้อของเมาส์ทำให้เกิดการแสดงออกของโปรตีนที่ถูกเข้ารหัสในเซลล์กล้ามเนื้อ(1). สิ่งนี้เปิดโอกาสของการบำบัดด้วยยีนและวัคซีนจากยีน การพัฒนานี้ถือเป็นเทคโนโลยีก่อกวนที่จะวัดเทคโนโลยีวัคซีนในอนาคต (2).
กระบวนการคิดเปลี่ยนอย่างรวดเร็วจาก 'ตามยีน' เป็น 'mRNAการถ่ายโอนข้อมูลแบบ "พื้นฐาน" เนื่องจาก mRNA มีข้อดีหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับ ดีเอ็นเอ เนื่องจาก mRNA ไม่ได้รวมเข้ากับจีโนม (ดังนั้นจึงไม่มีการรวมจีโนมที่เป็นอันตราย) และไม่ทำซ้ำ มีองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการแสดงออกของโปรตีนโดยตรงเท่านั้น การรวมตัวกันใหม่ระหว่าง RNA สายเดี่ยวนั้นหาได้ยาก นอกจากนี้ยังสลายตัวภายในไม่กี่วันภายในเซลล์ คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ mRNA เหมาะสมมากขึ้นในฐานะที่เป็นโมเลกุลที่มีข้อมูลที่ปลอดภัยและชั่วคราว เพื่อทำหน้าที่เป็นพาหะสำหรับการพัฒนาวัคซีนจากยีน (3). ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ mRNA ที่ออกแบบด้วยรหัสที่ถูกต้องที่สามารถส่งเข้าไปในเซลล์เพื่อการแสดงออกของโปรตีน ขอบเขตจึงกว้างขึ้นจาก วัคซีน ไปจนถึงยารักษาโรค การใช้ mRNA เริ่มได้รับความสนใจในฐานะกลุ่มยาที่มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในด้านภูมิคุ้มกันบำบัดมะเร็ง วัคซีนโรคติดเชื้อ การเหนี่ยวนำเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent โดยใช้ mRNA การนำส่งนิวคลีเอสของนักออกแบบสำหรับวิศวกรรมจีโนมด้วย mRNA (4).
การเกิดขึ้นของ วัคซีนที่ใช้ mRNA และการบำบัดก็ได้รับผลจากการทดลองทางคลินิกก่อน พบว่าวัคซีนเหล่านี้กระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกันต่อเป้าหมายของโรคติดเชื้อในสัตว์จำลอง เช่น ไวรัสไข้หวัดใหญ่ ไวรัสซิกา ไวรัสพิษสุนัขบ้า และอื่นๆ ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจยังพบเห็นได้ด้วยการใช้ mRNA ในการทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับมะเร็ง (5). เมื่อตระหนักถึงศักยภาพทางการค้าของเทคโนโลยี อุตสาหกรรมต่างๆ ได้ลงทุน R&D จำนวนมากในวัคซีนและยาที่ใช้ mRNA ตัวอย่างเช่น จนถึงปี 2018 บริษัท Moderna Inc. อาจลงทุนไปแล้วกว่าพันล้านดอลลาร์ในขณะที่ยังห่างไกลจากผลิตภัณฑ์ที่วางตลาดอยู่หลายปี (6). แม้จะมีความพยายามร่วมกันในการใช้ mRNA เป็นวิธีการรักษาในวัคซีนโรคติดเชื้อ ภูมิคุ้มกันบำบัดมะเร็ง การรักษาโรคทางพันธุกรรม และการบำบัดทดแทนโปรตีน การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี mRNA ถูกจำกัดเนื่องจากความไม่เสถียรและแนวโน้มที่จะย่อยสลายโดยนิวคลีเอส การดัดแปลงทางเคมีของ mRNA ช่วยได้เล็กน้อย แต่การนำส่งภายในเซลล์ยังคงเป็นอุปสรรค แม้ว่าจะใช้อนุภาคนาโนที่มีไขมันเป็นส่วนประกอบในการส่ง mRNA (7).
แรงผลักดันที่แท้จริงสู่ความก้าวหน้าของเทคโนโลยี mRNA สำหรับการรักษาได้เกิดขึ้น สถานการณ์ที่โชคร้ายที่นำเสนอโดยทั่วโลก Covid-19 การระบาดใหญ่. การพัฒนาวัคซีนป้องกัน SARS-CoV-2 ที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพกลายเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับทุกคน การทดลองทางคลินิกแบบหลายจุดศูนย์กลางขนาดใหญ่ได้ดำเนินการเพื่อยืนยันความปลอดภัยและประสิทธิผลของวัคซีน COVID-19 mRNA BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) การทดลองเริ่มต้นเมื่อวันที่ 10 มกราคม 2020 หลังจากทำงานอย่างเข้มงวดประมาณ 19 เดือน ข้อมูลจากการศึกษาทางคลินิกพิสูจน์ว่า COVID-162 สามารถป้องกันได้ด้วยการฉีดวัคซีนโดยใช้ BNT2bXNUMX นี่เป็นข้อพิสูจน์แนวคิดที่ว่าวัคซีนที่ใช้ mRNA สามารถป้องกันการติดเชื้อได้ ความท้าทายที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนจากการระบาดใหญ่นี้ช่วยพิสูจน์ว่าวัคซีนที่ใช้ mRNA สามารถพัฒนาได้อย่างรวดเร็ว หากมีทรัพยากรเพียงพอ (8). วัคซีน mRNA ของ Moderna ยังได้รับการอนุมัติให้ใช้ในกรณีฉุกเฉินจาก FDA เมื่อเดือนที่แล้ว
ทั้งเรื่องโควิด-19 วัคซีน mRNA เช่น BNT162b2 ของ Pfizer/BioNTech และ Moderna's ปัจจุบันมีการใช้ mRNA-1273 เพื่อฉีดวัคซีนให้ประชาชนตามระเบียบการระดับชาติสำหรับการบริหารวัคซีน (9).
ความสำเร็จของสอง Covid-19 mRNA (BNT162b2 ของวัคซีน Pfizer/BioNTech และ Moderna's mRNA-1273) ในการทดลองทางคลินิกและการอนุมัติให้ใช้ในภายหลังถือเป็นก้าวสำคัญในด้านวิทยาศาสตร์และการแพทย์ สิ่งนี้ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงเทคโนโลยีทางการแพทย์ที่ยังไม่ได้พิสูจน์และมีศักยภาพสูง ซึ่งชุมชนวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมยาได้ใฝ่หามาเกือบสามทศวรรษ (10).
ความกระตือรือร้นใหม่หลังจากประสบความสำเร็จนี้จะต้องรวบรวมพลังงานหลังจากการระบาดใหญ่และการบำบัดด้วย mRNA จะพิสูจน์ต่อไปว่าเป็นเทคโนโลยีที่ก่อกวนซึ่งนำไปสู่ยุคใหม่ในด้านการแพทย์และวิทยาศาสตร์ของการจัดส่งยา
***
อ้างอิง
- Wolff, JA et al., 1990. การถ่ายโอนยีนโดยตรงไปยังกล้ามเนื้อของเมาส์ ในร่างกาย วิทยาศาสตร์ 247, 1465–1468 (1990) ดอย: https://doi.org/10.1126/science.1690918
- คาสโลว์ ดีซี เทคโนโลยีที่อาจก่อกวนการพัฒนาวัคซีน: วัคซีนจากยีนและการประยุกต์ใช้กับโรคติดเชื้อ Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 – 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007
- Schlake, T. , Thess A. , et al., 2012. การพัฒนาเทคโนโลยีวัคซีน mRNA อาร์เอ็นเอ ชีววิทยา. 2012 1 พ.ย.; 9(11): 1319 1330. ดอย: https://doi.org/10.4161/rna.22269
- Sahin, U., Kariko, K. & Türeci, Ö. การบำบัดด้วย mRNA-based — การพัฒนายากลุ่มใหม่ การค้นพบยาทบทวนธรรมชาติ 13, 759–780 (2014) ดอย: https://doi.org/10.1038/nrd4278
- Pardi, N. , Hogan, M. , Porter, F. et al., 2018. วัคซีน mRNA — ยุคใหม่ของวัคซีน การค้นพบยาทบทวนธรรมชาติ 17, 261-279 (2018) ดอย: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243
- Cross R., 2018. mRNA สามารถทำลายอุตสาหกรรมยาได้หรือไม่? Published กันยายน 3, 2018. Chemical & Engineering News Volume 96, Issue 35 Available online on https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 เข้าถึงเมื่อ 27 ธันวาคม 2020.
- Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. โอกาสและความท้าทายในการส่งมอบวัคซีนตาม mRNA เผยแพร่เมื่อ: 28 มกราคม 2020 เภสัชศาสตร์ 2020, 12(2), 102; ดอย: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102
- Polack F. , Thomas S. , et al., 2020 ความปลอดภัยและประสิทธิภาพของวัคซีน BNT162b2 mRNA Covid-19 วารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์. เผยแพร่เมื่อวันที่ 10 ธันวาคม 2020 ดอย: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577
- สาธารณสุขอังกฤษ 2020 คำแนะนำ – โปรโตคอลระดับชาติสำหรับวัคซีน COVID-19 mRNA BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) เผยแพร่ 18 ธันวาคม 2020 ปรับปรุงล่าสุด 22 ธันวาคม 2020 ออนไลน์ได้ที่ https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech เข้าถึงเมื่อ 28 ธันวาคม 2020.
- Servick K., 2020. ความท้าทายต่อไปของ mRNA: จะใช้เป็นยาได้หรือไม่? ศาสตร์. Published 18 Dec 2020: ฉบับที่. 370 ฉบับที่ 6523 หน้า 1388-1389 ดอย: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 มีจำหน่ายทางออนไลน์ที่ https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info
***
