Hela världen hoppas att nya vaccintekniken ska stoppa covid-19

2020-11-26 06:00  

Två av de vaccinkandidater mot covid-19 som har kommit längst i utvecklingen utgår från budbärar-RNA. Det är en ung teknik, och inga sådana vaccin har blivit godkända tidigare. Så här funkar det.

(Uppdaterad)

Ett av världens största läkemedelsföretag Pfizer och tyska Biontech gör ett ihop. Den amerikanska uppstickaren Moderna ett annat. Båda har kommit långt i utvecklingen av mRNA-vaccin mot covid-19. Får de godkänt blir de historiska. Det har gjorts både prekliniska och kliniska försök med mRNA-vaccin tidigare. Men inga sådana vaccin har hittills nått hela vägen fram.

Intresset för mRNA-tekniken har varit stort de senaste decennierna. Man har sett framför sig hur den ska göra en snabb tillverkning av effektfulla vaccin möjlig, mot både infektioner och cancer. Men utmaningarna har varit flera.

En av de största svårigheterna är att molekylen så lätt bryts ned, både i och utanför kroppen. Det är först på senare år som man har utvecklat metoder som kan överbrygga problemet, bland annat genom att förbättra utformningen av de nanopartiklar som används både för att skydda mRNA:t och leverera det till celler.

Läs mer: KI-professorn bakom Moderna: ”Viktigast är att förhindra covid-19”

Molekylen mRNA, ”messenger RNA” eller budbärar-rna, är en arbetskopia av dna och bär på koden för att tillverka ett protein. Det tillverkas i cellkärnan när en gen läses av (det som kallas transkription).

Rna liknar dna kemiskt, men är enkelsträngat, innehåller sockermolekylen ribos i stället för deoxyribos och kvävebasen uracil (U) i stället för tymin (T).

Spikproteinet en utgångspunkt

Ett mRNA-vaccin bär på den kod (därav ordet ”budbärare”) som behövs för att initiera tillverkningen av ofarliga delar av virusprotein och låter kroppens celler producera dessa så att immunförsvaret kan aktiveras. Detta leder i sin tur till produktionen av de antikroppar som behövs för att stoppa ett virus framfart.

Fakta: Ania Obminska Grafik: Jonas Askergren Källa: Washington Post

För att tillverka ett mRNA-vaccin mot det nya coronaviruset har man utgått från dna-sekvenser som kodar för virusets spikprotein, och amplifierat dessa. Produktionen av mRNA sker syntetiskt.

– Man använder sig av renade, rna-producerande, enzymer som kan läsa av dna-koden och sammanfoga baserna som finns i rna. Själva rna-produktionen bygger på väletablerade och standardiserade metoder, förklarar Elin Esbjörner, docent i kemisk biologi på Chalmers.

Sedan paketerar man mRNA i nanopartiklar och injicerar vaccinet i kroppen.

Läs mer: Vaccin mot covid-19: Vad innebär 90 procents effektivitet?

Målet med ett mRNA-vaccin är att låta kroppens egna celler tillfälligt tillverka de virusprotein som behövs för att aktivera vårt immunförsvar. Så småningom bryts mRNA:t ner, men då har vår kropp förhoppningsvis redan ha producerat antikroppar, och ett skydd mot virusinfektionen.

Utöver att de är känsliga är mRNA också stora molekyler. Det gör det svårt att få in dem i cellerna, som genom cellmembranet har ett inbyggt skydd för att hindra fri passage av främmande genetiskt material.

Fettmolekyler skyddar mRNA:t

För att underlätta leveransen packar vaccintillverkarna mRNA:t i nanopartiklar av polymerer eller lipider (fettmolekyler), som får fungera som bärare. Förutom att ge mRNA:t ett skydd ska nanopartiklarna också göra det lättare för cellerna att ta upp molekylen.

Både Moderna och Pfizers vaccin använder sig av lipida nanopartiklar.

– Lipida nanopartiklar är det som har visat sig fungera bäst. förklarar Elin Esbjörner, som i sin egen forskning tittar på hur man ska göra bättre lipida nanopartiklar för olika typer av mRNA-läkemedel.

Hur svår leveransen är beror också i viss utsträckning på vilka celler som ska ta upp det injicerade vaccinet.

– Man kan tänka sig att det bästa vore att mRNA-vaccin direkt påverkar immuncellerna, men det är svårt. Därför injicerar man de nya vaccinen intramuskulärt, berättar Elin Esbjörner.

Moderna har viktig en fördel jämfört med Pfizers kandidat: deras vaccin kan förvaras i kylskåpstemperatur i upp till 30 dagar. Pfizers vaccin kräver en temperatur på -70 för att behålla sin effektivitet.

Läs mer: 12 vaccinkandidater - kan någon av dem stoppa coronapandemin?

Varför Pfizers kandidat behöver lagras i så låga temperaturer är Elin Esbjörner inte säker på. Men hon säger att Moderna och Pfizer med största sannolikhet har modifierat den kemiska strukturen på mRNA:t på olika sätt och även optimerat de lipida nanopartiklarna för att förbättra stabiliteten.

Italienska Desmon utvecklar en kyl som kan förvara upp till 5 000 doser av Pfizer och Biontechs vaccin mot covid-19 i -70 grader. Bilden är tagen den 19 november 2020. Foto: Fabio Sasso/Zuma Press

Lagring är en utmaning

De lipida nanopartiklar som hon själv jobbar med borde inte skilja sig jättemycket från Pfizers, och skyddar mRNA-molekyler relativt väl.

– En möjlig förklaring är att de inte har hunnit göra tillräckligt omfattande optimeringar och stabilitetstester för högre temperaturer, men har funnit att det funkar vid minus 70 grader och då har de tagit det säkra före det osäkra och kört på det. Givetvis är det ett jättestort problem om det är de här temperaturerna som krävs för lagring av vaccinet, säger Elin Esbjörner.

Pfizer gör just nu tester av distributionen av sitt covid-19-vaccin på flera håll i USA för att försöka lösa det här dilemmat.

Elin Esbjörner, docent i kemisk biologi på Chalmers. Foto: Martina Butorac/Chalmers

En annan svårighet med att mRNA-tekniken är så obeprövad är att man inte känner till alla möjliga biverkningar som kan vara knutna till den. Men i Moderna och Pfizers fall har resultaten av fas 3-försöken, där tiotusentals deltagare ingår, sett väldigt bra ut, noterar Elin Esbjörner.

Man har inte sett något som tyder på allvarliga problem med vaccinen i samband med de kliniska prövningarna.

– Vi vet annars att mRNA-läkemedel kan stimulera oönskade immunologiska reaktioner.

Detta är en utmaning för läkemedel som man behöver ta regelbundet och kanske hela livet. Men för att ett vaccin ska vara effektivt måste det också reta immunförsvaret. Därför kan mRNA-tekniken lämpa sig betydligt bättre där.

Orsakar inga permanenta förändringar

En viktig fördel med mRNA är att tekniken är så flexibel, menar Elin Esbjörner. I dag kan vi mycket snabbt ta reda på ett virus genuppsättning. Och vet vi bara hur den ser ut kan vi väldigt snabbt utforma ett mRNA och få fram en väldigt exakt effekt av ett nytt läkemedel eller vaccin.

– mRNA-vaccin inkorporeras inte i några cellers dna, de orsakar alltså inte till några permanenta förändringar i kroppen. Det är alltså inte fråga om en genmanipulation, vilket också borde innebära en högre acceptans för rna-tekniken i befolkningen, säger Elin Esbjörner.

Den amerikanska läkemedelsjätten Pfizer och det tyska bioteknikbolaget Biontech utvecklar ett vaccin mot covid-19 ihop. Foto: Pavlo Gonchar/SOPA Images/Shutterstock

Både Moderna och Pfizers vaccin injiceras med en spruta. I framtiden kan mRNA-vaccin mot coronavirus kanske ges som nässpray. Den tekniken är något som Elin Esbjörner och hennes kollegor på Chalmers och Göteborgs universitet tittar närmare på.

Coronavirus är ett luftvägsvirus som attackerar våra lungor. Därför kan det vara önskvärt att skapa ett starkt immunförsvar just där. Med ett vaccin i nässpraysform kommer man lättare åt de celler som finns i våra luftvägar, förklarar Elin Esbjörner.

Moderna, Pfizer och Biontech

Moderna är ett amerikanskt läkemedelsföretag som utvecklar läkemedel baserat på mRNA (messenger RNA, eller budbärar-RNA på svenska). Det kan man också förstå av bolagsnamnet, som är en kombination av orden "modified" (modifierad) och rna.

Bolaget grundades 2010 och har sitt säte i Cambridge, Massachusetts. Det har ännu inga godkända produkter på marknaden.

Pfizer är ett av världens största läkemedelsföretag. Det grundades redan 1849 i New York City, där huvudkontoret ligger än i dag.

Biopharmaceutical New Technologies, Biontech, är ett bioteknikbolag med fokus på immunterapier. Företaget grundades 2008 av det tyska forskarparet Uğur Şahin och Özlem Türeci samt den österrikiska onkologen Christoph Huber. Huvudkontoret ligger i tyska Mainz.

Ania Obminska

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt