RNA-vaksine

RNA er en del av arvestoffet i virus. Ved å isolere RNA-et kan man lage en RNA-vaksine. Etter at RNA-vaksinen er satt, tar cellene i kroppen opp RNA-et. RNA inneholder en oppskrift på protein. Når cellen lager proteiner fra virus-RNA-et, blir det proteiner som kroppen ikke er vant med. Proteinene vises på overflaten av cellene. Immunceller (T-celler) vil gjenkjenne at proteinene er fremmede, og starte en immunrespons.

Proteinsyntese beskriver hvordan oppskrifter i DNA-et omsettes til protein. Først overføres informasjonen fra DNA til budbringer RNA (mRNA) i en prosess som kalles transkripsjon. Informasjonen i budbringer RNA brukes så til å sette sammen en kjede med aminosyrer. Dette kalles translasjonen. Kjeden med aminosyrer vil så formes på en bestemt måte til et protein.

Sentraldogmaet. Laget med biorender.
Lisens: CC BY SA 3.0

RNA-vaksine er RNA som sprøytes inn under huden, inn i muskulaturen eller inhaleres for å stimulere til en immunrespons. Immunresponsen er rettet mot protein som dannes etter oppskrift fra RNA-molekylet, ikke mot RNA i seg selv. RNA er virusets arvestoff (se virusgenetikk).

Teknologien bak RNA-vaksiner er relativt ny. Første gang en RNA-vaksine ble godkjent var til bruk mot koronaviruset SARS-CoV-2. Den første utprøvde vaksinen ble satt tirsdag 8. desember 2020 i London.

Virkningsmekanisme

Med tradisjonelle vaksiner sprøyter man inn drepte eller svekkede smittestoffer (bakterier eller virus) eller deler av disse. Disse delene kalles antigener. Immunsystemet lærer seg å kjenne igjen antigenene og lager en immunrespons mot dem. I RNA-vaksiner er det en del av smittestoffets arvemateriale som sprøytes inn i kroppen. RNA produseres normalt som kopier av gener (DNA) og virker som oppskrift eller grunnlag (templat) for cellens produksjon av proteiner. RNA i RNA-vaksiner er templat for å produsere bakterie- eller virusproteiner som er viktige for disse smittestoffenes sykdomsfremkallende evne. Løsrevet fra bakterien eller viruset er proteinene som lages ufarlige.

Når vaksinen gis, vil RNA-et gå inn i kroppens egne celler. Cellene vil så begynne å produsere proteiner basert på RNA-et (se proteinsyntesen). Når en celle lager proteiner, vil den alltid vise eksempler på hva den lager ut på overflaten av cellen. Proteinene, eller deler av proteinene, vises der på en type reseptor (MHC-reseptor). Noen immunceller (T-celler) har som oppgave å kontrollere hva slags proteiner som lages inni eller tas opp i hver celle. Det gjør T-cellene ved å undersøke hva slags proteiner som vises på overflaten på MHC-reseptoren; Er proteinet kroppsegent gjør ikke T-cellene noen ting, men hvis proteinet er fremmed, setter det i gang en immunrespons. Proteiner som lages på bakgrunn av RNA fra RNA-vaksinen er fremmede, og vil derfor sette i gang en immunrespons.

Den beskyttende virkningen av en RNA-vaksine skyldes to typer immunresponser. Den ene responsen er knyttet til en type T-celle (cytotoksisk T-celle) som dreper virusinfiserte celler (cellulær respons). Den andre er knyttet til en type proteiner kalt antistoffer som en annen type immunceller (B-celler) lager (humoral respons). Antistoffene kan blant annet binde seg til smittestoffet og nøytralisere det. En kombinasjon av begge immunresponsene kan være avgjørende for å gi en beskyttelse mot smittestoffet. Den relative viktigheten av hver type vil variere avhengig av type smittestoff.

Cellulær respons

En type T-celler som kalles cytotoksiske T-celler kan aktiveres av celler som produserer protein fra RNA i RNA-vaksine. Cytotoksiske T-celler er spesialisert til å drepe celler som er infisert med smittestoffer, for eksempel med virus, men kan også drepe kreftceller. Hvis RNA-et i vaksinen koder for virusprotein, vil cytotoksiske T-celler som spesifikt gjenkjenner dette virusproteinet aktiveres. Disse cytotoksiske T-cellene vil senere kunne drepe celler infisert med viruset som virusproteinet stammer fra. Dreping av virusinfiserte celler er en viktig del av immunsystemets respons ved virusinfeksjoner. Virus er avhengig av å formere seg inni cellene det infiserer. Dreping av disse infiserte cellene stopper formering av viruset.

T-celler som aktiveres for første gang kan bare aktiveres av bestemte celletyper. Den mest effektive av disse er en celletype som kalles dendrittiske celler. Det er derfor et mål å levere RNA-vaksiner på en måte slik at de ender opp mest mulig i dendrittiske celler. Dette kan gjøres ved å pakke RNA-et inn i fettpartikler (miceller) eller nanopartikler (se nedenfor) som i tillegg til RNA-et vil ha andre molekyler som lett tas opp av dendrittiske celler.

T-celler som aktiveres av vaksinen vil starte celledeling, øke i antall og utvikles til hukommelsesceller. Hukommelsesceller er T-celler eller B-celler som kan leve mange år i en hviletilstand. De kan raskt aktiveres igjen ved infeksjon med samme smittestoff som vaksinen skal beskytte mot, og T-cellene vil da «huske» proteinet de ble aktivert med i den opprinnelige immunresponsen. Dannelse av langlivede hukommelsesceller er et mål med alle typer vaksiner.

Humoral respons

I tillegg til å vise proteiner på overflaten, vil celler som har tatt opp RNA-vaksine slippe ut proteiner dannet fra RNA-et til omgivelsene. Det er med på å stimulere immunsystemet til produksjon av antistoffer mot proteinet. Stimulering til antistoffproduksjon er en komplisert immunologisk prosess og innebærer samarbeid mellom flere forskjellige typer immunceller. I denne prosessen vil proteinene i omgivelsene tas opp av to forskjellige typer immunceller: B-celler og dendrittiske celler. Begge celletypene vil vise deler av proteinene på overflaten på MHC-molekyler slik som beskrevet over. Dendrittcellene vil vise proteindelene til en type T-celler som stimuleres til å utvikles til en «T-hjelpercelle». T-hjelpercellene vil deretter finne B-cellene som har tatt opp protein og viser de samme proteindelene på overflaten. B-cellene stimuleres, både i forbindelse med opptak av proteinet og av «hjelp» fra T-cellen, til gå i gang med produksjon av antistoffer. Denne delen av immunresponsen ligner på den som foregår ved tradisjonelle vaksiner.

DNA- og RNA-vaksiner

Det er flere forskjeller på DNA- og RNA-vaksiner. Som en fellesbetegnelse kalles de for nukleotidvaksiner. Nukleotider er byggesteinene i både DNA og RNA. Teknologien som ligger bak og utprøvingen av slike vaksiner er fortsatt ganske ny, så det er mye vi ennå ikke vet.

RNA-vaksinering gir generelt bedre immunresponser sammenlignet med DNA-vaksiner. Det kan skyldes at DNA må oversettes til RNA før cellen kan lage proteiner. For cellene er det derfor en mer omstendelig prosess å lage proteiner hvis det blir presentert for DNA enn for RNA.

RNA er mindre stabilt enn DNA. RNA-vaksiner må derfor i større grad beskyttes for å unngå nedbrytning enn DNA-vaksiner. En måte å gjøre dette på, er å innkapsle RNA-molekylene i mikroskopiske fettpartikler (miceller) eller nanopartikler. Slike partikler gjør at RNA lettere kommer seg inn i kroppens celler. Man kan også sette RNA inn i et ufarlig virus som vil overføre RNA-molekylet til cellene. Ved sistnevnte metode kan man i større grad bestemme hvilken type celler som skal ta opp RNA-et. For en best mulig immunrespons ønsker man at dendrittiske celler tar opp RNA-et.

Både DNA- og RNA-vaksiner er lettere å produsere enn tradisjonelle vaksiner, og de kan produseres hurtig og til relativt lave kostnader.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg