Vaksin mRNA COVID-19: Satu Pencapaian dalam Sains dan Pengubah Permainan dalam Perubatan

Protein virus diberikan sebagai antigen dalam bentuk vaksin dan sistem imun badan membentuk antibodi terhadap antigen yang diberikan sekali gus memberikan perlindungan terhadap sebarang jangkitan pada masa hadapan. Menariknya, ini adalah kali pertama dalam sejarah manusia bahawa mRNA yang sepadan itu sendiri diberikan dalam bentuk vaksin yang menggunakan jentera sel untuk ekspresi/terjemahan antigen/protein. Ini dengan berkesan menjadikan sel-sel badan menjadi kilang untuk menghasilkan antigen, yang seterusnya memberikan aktif imuniti dengan menghasilkan antibodi. Vaksin mRNA ini telah didapati selamat dan berkesan dalam ujian klinikal manusia. Dan, kini, COVID-19 mRNA vaksin BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) sedang diberikan kepada orang ramai mengikut protokol. Sebagai vaksin mRNA pertama yang diluluskan, ini merupakan satu peristiwa penting dalam sains yang telah membawa kepada era baharu dalam perubatan dan penghantaran dadah. Ini tidak lama lagi boleh melihat aplikasi mRNA teknologi untuk rawatan kanser, rangkaian vaksin untuk penyakit lain, dan dengan itu berkemungkinan mengubah amalan perubatan dan membentuk industri farmaseutikal sama sekali pada masa hadapan.  

Jika protein diperlukan di dalam sel untuk merawat keadaan berpenyakit atau bertindak sebagai antigen untuk pembangunan imuniti aktif, protein tersebut perlu dihantar ke dalam sel dengan selamat dalam bentuk yang utuh. Ini masih merupakan tugas yang sukar. Bolehkah protein diekspresikan terus ke dalam sel dengan menyuntik asid nukleik yang sepadan (DNA atau RNA), yang kemudiannya menggunakan jentera selular untuk ekspresi? 

Sekumpulan penyelidik memikirkan idea dadah berkod asid nukleik dan menunjukkan buat kali pertama pada tahun 1990 bahawa suntikan terus mRNA ke otot tetikus membawa kepada ekspresi protein yang dikodkan dalam sel otot⁽¹⁾. Ini membuka kemungkinan terapeutik berasaskan gen, serta vaksin berasaskan gen. Perkembangan ini dianggap sebagai teknologi yang mengganggu yang mana teknologi vaksin masa depan akan diukur ⁽²⁾.

Proses pemikiran cepat beralih daripada 'berasaskan gen' kepada 'mRNA-based' pemindahan maklumat kerana mRNA menawarkan beberapa kelebihan berbanding dengan DNA kerana mRNA tidak berintegrasi dalam genom (oleh itu tiada integrasi genom yang memudaratkan) dan tidak mereplikasi. Ia hanya mempunyai unsur yang diperlukan secara langsung untuk ekspresi protein. Penggabungan semula antara RNA untai tunggal jarang berlaku. Selain itu, ia hancur dalam beberapa hari di dalam sel. Ciri-ciri ini menjadikan mRNA lebih sesuai sebagai molekul pembawa maklumat yang selamat dan sementara untuk bertindak sebagai vektor untuk pembangunan vaksin berasaskan gen ⁽³⁾. Dengan kemajuan dalam teknologi khususnya yang berkaitan dengan sintesis mRNA kejuruteraan dengan kod yang betul yang boleh dihantar ke dalam sel untuk ekspresi protein, skop diperluaskan lagi daripada vaksin kepada ubat terapeutik. Penggunaan mRNA mula mendapat perhatian sebagai kelas ubat dengan potensi aplikasi dalam bidang imunoterapi kanser, vaksin penyakit berjangkit, induksi sel stem pluripoten berasaskan mRNA, penghantaran nuklease pereka bentuk yang dibantu mRNA untuk kejuruteraan genom dsb. ⁽⁴⁾.  

Kemunculan vaksin berasaskan mRNA dan terapeutik mendapat lebih lanjut hasil daripada ujian pra-klinikal. Vaksin ini didapati dapat menimbulkan tindak balas imun yang kuat terhadap sasaran penyakit berjangkit dalam model haiwan virus influenza, virus Zika, virus rabies dan lain-lain. Keputusan yang menjanjikan juga telah dilihat dengan menggunakan mRNA dalam ujian klinikal kanser ⁽⁵⁾. Menyedari potensi komersial teknologi, industri membuat pelaburan R&D yang besar dalam vaksin dan ubat berasaskan mRNA. Sebagai contoh, sehingga 2018, Moderna Inc. mungkin telah melabur lebih daripada satu bilion dolar sementara masih bertahun-tahun lagi daripada sebarang produk yang dipasarkan ⁽⁶⁾. Walaupun usaha bersepadu ke arah penggunaan mRNA sebagai modaliti terapeutik dalam vaksin penyakit berjangkit, imunoterapi kanser, rawatan penyakit genetik dan terapi penggantian protein, penggunaan teknologi mRNA telah dihadkan kerana ketidakstabilan dan terdedah kepada degradasi oleh nuklease. Pengubahsuaian kimia mRNA sedikit membantu tetapi penghantaran intrasel masih menjadi halangan walaupun nanopartikel berasaskan lipid digunakan untuk menghantar mRNA ⁽⁷⁾. 

Teras sebenar kepada kemajuan teknologi mRNA untuk terapeutik datang, ihsan situasi malang yang dikemukakan oleh seluruh dunia Covid-19 pandemik. Pembangunan vaksin yang selamat dan berkesan terhadap SARS-CoV-2 menjadi keutamaan tertinggi untuk semua orang. Percubaan klinikal multisentrik berskala besar telah dijalankan untuk memastikan keselamatan dan keberkesanan vaksin mRNA COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Percubaan bermula pada 10 Januari 2020. Selepas kira-kira sebelas bulan menjalankan kerja yang teliti, data daripada kajian klinikal membuktikan bahawa COVID-19 boleh dicegah melalui vaksinasi menggunakan BNT162b2. Ini memberikan bukti konsep bahawa vaksin berasaskan mRNA boleh memberikan perlindungan terhadap jangkitan. Cabaran yang tidak pernah berlaku sebelum ini yang ditimbulkan oleh wabak itu membantu membuktikan bahawa vaksin berasaskan mRNA boleh dibangunkan dengan pantas, jika sumber yang mencukupi disediakan. ⁽⁸⁾. Vaksin mRNA Moderna juga menerima kebenaran penggunaan kecemasan oleh FDA bulan lepas.

Kedua-dua COVID-19 vaksin mRNA iaitu, BNT162b2 Pfizer/BioNTech dan Moderna's mRNA-1273 kini digunakan untuk memvaksin orang mengikut protokol kebangsaan untuk pentadbiran vaksin ⁽⁹⁾.

Kejayaan dua Covid-19 Vaksin mRNA (BNT162b2 Pfizer/BioNTech dan Moderna's mRNA-1273) dalam ujian klinikal dan kelulusan penggunaannya yang seterusnya merupakan satu kejayaan dalam sains dan perubatan. Ini telah membuktikan teknologi perubatan berpotensi tinggi yang belum terbukti sehingga kini yang telah diusahakan oleh komuniti saintifik dan industri farmaseutikal selama hampir tiga dekad. ⁽¹⁰⁾.   

Semangat baharu berikutan kejayaan ini pasti akan mengumpul tenaga selepas pandemik dan terapeutik mRNA akan terus terbukti sebagai teknologi yang mengganggu yang membawa kepada era baharu dalam bidang perubatan dan sains penghantaran ubat.   

*** 

Rujukan  

1. Wolff, JA et al., 1990. Pemindahan gen langsung ke dalam otot tetikus dalam vivo. Sains 247, 1465–1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918  

2. Kaslow DC. Teknologi yang berpotensi mengganggu dalam pembangunan vaksin: vaksin berasaskan gen dan aplikasinya kepada penyakit berjangkit. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 – 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  

3. Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Membangunkan teknologi vaksin mRNA. Biologi RNA. 2012 1 Nov; 9(11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  

4. Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, Ö. terapeutik berasaskan mRNA — membangunkan kelas ubat baharu. Nature Review Drug Discovery 13, 759–780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278 

5. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. vaksin mRNA - era baharu dalam vaksinologi. Nature Review Drug Discovery 17, 261–279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 

6. Cross R., 2018. Bolehkah mRNA mengganggu industri dadah? Diterbitkan pada 3 September 2018. Berita Kimia & Kejuruteraan Jilid 96, Isu 35 Tersedia dalam talian pada https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Diakses pada 27 Disember 2020.  

7. Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. Peluang dan Cabaran dalam Penyampaian Vaksin Berasaskan mRNA. Diterbitkan: 28 Januari 2020. Farmaseutik 2020, 12(2), 102; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     

8. Polack F., Thomas S., et al., 2020. Keselamatan dan Keberkesanan Vaksin Covid-162 mRNA BNT2b19. Jurnal Perubatan New England. Diterbitkan pada 10 Disember 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  

9. Public Health England, 2020. Panduan – Protokol nasional untuk vaksin mRNA COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Diterbitkan pada 18 Disember 2020. Kemas kini terakhir pada 22 Disember 2020. Tersedia dalam talian di https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Diakses pada 28 Disember 2020.   

10. Servick K., 2020. Cabaran seterusnya mRNA: Adakah ia berfungsi sebagai ubat? Sains. Diterbitkan 18 Dis 2020: Jld. 370, Isu 6523, ms 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Terdapat dalam talian di https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

***