Laboratorija Inovacionog centra za nanomedicinu Uchida pokazala je da je intradermalna primena same mRNK (gole mRNA) bez zaštite nanočesticama izazvala snažnu vakcinaciju protiv SARS CoV-2, virusa koji izaziva COVID-19, kod miševa i primata. mRNA je veoma nestabilna, generalno se smatra da zahteva malu kapsulu, kao što su lipidne nanočestice (LNP), za primenu.
Metoda koja je ovde prikazana je prva vakcina sa golom mRNA koja pokazuje prevenciju protiv SARS-CoV-2. Bez upotrebe LNP-a, za koje postoji velika verovatnoća da će izazvati sistemske neželjene događaje, ova vakcina može dozvoliti ponovljeno doziranje. Sada je u razvoju za klinička ispitivanja. Detaljni rezultati istraživanja biće objavljeni u Molekularnoj terapiji.
Tokom pandemije COVID-19, mRNA vakcine su pokazale izuzetnu efikasnost, sa milijardama doza koje su davane širom sveta. Međutim, usred njihovog brzog razvoja pojavili su se izazovi, posebno u vezi sa relativno jakim neželjenim reakcijama, uključujući one teške, koje ostaju značajna pitanja.
Iako se ove neželjene reakcije mogu smatrati prihvatljivim za ograničen broj doza tokom pandemije, bezbednija platforma koja dozvoljava višestruke doze tokom celog života je poželjna za tekuće pojačivače COVID-19 i proširenje primene mRNA vakcine na druge zarazne bolesti. Aktuelne mRNK vakcine su povezane sa neželjenim reakcijama, prvenstveno pripisanim lipidnim nanočesticama (LNP) koje nose mRNK (mRNA prekrivena lipidnim omotačem).
LNP poseduju imunostimulatorna svojstva i mogu da se izliju sa mesta injekcije, što dovodi do sistemskih inflamatornih odgovora. Bez obzira na to, LNP igraju ključnu ulogu u efikasnosti vakcine, kao što je [funkcija I] sprečavanje degradacije iRNK i efikasno isporučivanje iRNK u ćelije, [funkcija II] migrira u limfne čvorove da bi isporučila mRNA u imune ćelije i [funkcija III] stimulisanje imunog sistema. preko imunostimulatornih lipida. Ova studija ima za cilj da dobije ove funkcije bez oslanjanja na LNP.
Ova studija pruža jednostavan i bezbedan dizajn, administraciju gole iRNK. Što se tiče [Funkcije II], nekoliko imunih ćelija se nalazi u mišićnom tkivu, trenutnom mestu primene mRNA vakcina. Zbog toga je na meti bilo tkivo kože, koje je obilnije imunim ćelijama.
Štaviše, za [Funkciju I], istraživački tim je koristio Jet Injector koji olakšava isporuku mRNA u ćelije kože koristeći fizički stres izazvan strujanjem mlaza. U reporterskoj studiji, Jet Injector je poboljšao efikasnost isporuke mRNA za više od 100 puta u poređenju sa konvencionalnom injekcijom igle i šprica. Takođe, mRNA je ostala na mestu injekcije bez detektabilnog sistemskog curenja.
S druge strane, LNP-ovi napunjeni mRNK (mRNA prekrivena lipidnim omotačem) migrirali su u jetru, slezinu i druge sistemske organe nakon intradermalne primene, izazivajući tamo upale. Pored toga, zapaljenje na mestu injekcije je bilo veoma malo u našoj metodi, dok je mRNA prekrivena lipidnim omotačem izazvala infiltraciju inflamatornih ćelija i nekrozu tkiva.
Zatim je istraživački tim prvo pokazao sposobnost vakcinacije gole mRNK koristeći model antigena. Mlazni injektor je drastično poboljšao efikasnost proizvodnje antitela do nivoa koji je uporediv sa nivoom mRNK prekrivene lipidnim omotačem pri maksimalno podnošljivim dozama.
Ova antitela se bore protiv virusa u telu, sprečavajući infekciju, ali ne mogu da uklone zaražene ćelije. S druge strane, ćelijski imunitet uklanja takve bolesne ćelije, igrajući ključnu ulogu u prevenciji teških bolesti. Intrigantno, gola mRNA vakcina efikasno povećava broj imunocita, kao što su CD4-pozitivne T ćelije i CD8-pozitivne T ćelije.
Zatim je istraživački tim sproveo eksperimente sa izazivanjem virusa nakon vakcinacije golom mRNK ciljajući na šiljasti protein virusa SARS-CoV-2. Vakcinacija je značajno smanjila količinu virusa u plućima i ublažila upalu pluća u poređenju sa nevakcinisanom kontrolom. Ova vakcina je majmunima cinomolgus obezbedila efikasnost vakcine uporedivu sa onom kod miševa bez značajnih neželjenih reakcija.
Ova studija takođe uključuje mehaničke analize. Što se tiče [Funkcije II], gola mRNA vakcina je ostala na mestu injekcije i nije migrirala u limfne čvorove. S druge strane, ćelije koje predstavljaju antigen koje su preuzele mRNK na mestu injekcije migrirale su u limfne čvorove, što može doprineti efikasnosti vakcinacije.
Zaista, vakcina je izazvala sazrevanje limfnog čvora blizu mesta ubrizgavanja. Za [Funkciju III], Jet Injector je izazvao prolaznu upalu lokalizovanu na mestu injekcije, regrutujući limfocite. Injekcija gole mRNK iglom i špricom nije izazvala takav inflamatorni odgovor. Ovi rezultati sugerišu da imunološka stimulacija pomoću Jet Injector-a može funkcionisati kao fizički dodatak za poboljšanje efikasnosti vakcinacije. Uočene lokalne inflamatorne reakcije nestale su u roku od nekoliko dana.
U zaključku, gola mRNA vakcina smanjuje sistemske neželjene reakcije, problem sa mRNK prekrivenom lipidnim omotačem, i indukuje imunitet dovoljan za zaštitu od zaraznih bolesti. Ovo je vodeće svetsko dostignuće u prevenciji zaraznih bolesti samo pomoću iRNK. Praktično, ova vakcina može da postane platforma koja omogućava ponovljeno doziranje sa manjim neželjenim reakcijama. Trenutno se sprovode dalje studije, sa ciljem kliničkog ispitivanja planiranog za 2026. godinu.
