Kampen mot covid-19 har gjort att mRNA-vaccin hamnat i rampljuset. Den snabba utvecklingen av vaccinen har varit möjlig tack vare årtionden av tidigare forskning på hur mRNA kan användas för att exempelvis behandla cancer och framgången med covidvaccinen kan nu accelerera utvecklingen av andra behandlingar som bygger på samma teknologi.
Traditionella vaccin innehåller delar av en bakterie eller virus, vilka kroppen, när den exponeras för dem, lär sig hur den effektivt ska bekämpa nästa gång den stöter på smittämnet. mRNA-vaccin består istället av instruktioner för hur kroppen själv ska tillverka delar av det kroppsfrämmande ämnet, så kallade antigener. Dessa instruktioner utgörs av messenger RNA, förkortat mRNA, vilket är en molekyl som bär på instruktioner för hur cellen ska tillverka ett visst protein.
Bland de celler som ofta tar upp mRNA från vaccinet finns så kallade dendritceller. Dendritcellerna kan liknas vid immunförsvarets vakter. De tillverkar med hjälp av mRNA:ts instruktioner det virala proteinet och presenterar sedan antigenen för kroppens immunceller. Immunförsvaret bekämpar då det främmande proteinet genom att bland annat bilda antikroppar. Nästa gång immunförsvaret stöter på patogenen, som smittämnet även kallas, kommer det effektivt kunna bekämpa den eftersom det kommer ihåg hur man bildade antikroppar mot smittämnets antigener. I vaccinen mot covid-19 är antigenerna som produceras spikproteinet som täcker virusets yta. Immunförsvaret kan då snabbt känna igen och bekämpa patogenen SARS-CoV-2-viruset om det tar sig in i kroppen.
Den största utmaningen med mRNA-vaccin är inte vad som sker inuti själva cellerna, utan processen att få mRNA:t att ta sig in i cellerna i första hand. Utan ett skyddande hölje kommer kroppens immunförsvar märka att det injicerade mRNA:t är ett främmande ämne och förstöra det. De ömtåliga molekylerna packas därför in i sfärer av fettmolekyler, så kallade lipidnanopartiklar. Sfärerna är mycket lika de membran som omger våra celler, vilket gör att de kan agera som trojanska hästar och föra in mRNA:t i cellerna utan att trigga immunsvaret att förstöra vaccinet för tidigt. Väl inuti cellen släpps mRNA:t ut ur lipiden.
Illustration: DataBase Center for Life Science (DBCLS), 2021-03-01, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:202103_mRNA_vaccine.svg, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.en
Det finns många fördelar med mRNA-vaccin jämfört med traditionella vaccin. De ger ett kraftigare immunsvar och är billigare att producera. Produktionsprocessen är dessutom enklare och snabbare än när man framställer traditionella vaccin eftersom det går snabbare att producera mRNA jämfört med att odla stora mängder virus.
mRNA-vaccin är inte de enda vaccinen som baseras på vår genetiska kod. I vissa vaccin används istället DNA för att tillverka det virala proteinet. DNA-vaccin tar sig in i cellkärnan där DNA:t skrivs om till mRNA som sedan tar sig ut ur cellkärnan för att tillverka antigener. Att få DNA:t att ta sig in i cellkärnan är dock komplicerat och väl inuti cellkärnan kan vaccinet ställa till problem. Risken finns att DNA-segment från vaccinet inkorporeras i patientens egna kromosomer, vilket kan störa genernas funktion. I mRNA-vaccin slipper man detta komplicerade, och potentiellt farliga, steg eftersom mRNA:t inte behöver ta sig in i cellkärnan.
Resultaten för användning av mRNA i vaccin mot fler infektionssjukdomar än covid-19 ser lovande ut. Tekniken har i djurmodeller framkallat immunitet mot bland annat influensavirus, rabiesvirus och Zikavirus. mRNA kan även komma att användas för att bota genetiska sjukdomar såsom Duchennes muskeldystrofi, cystisk fibros och sicklecellanemi, vilka grundar sig i att mutationer får kroppen att producera ett skadligt protein.
Utöver att använda mRNA-vaccin för att skydda oss mot bakterier och virus forskas det även på möjligheten att använda tekniken för att skydda kroppen mot sig själv, till exempel genom att vaccinera mot cancer. Principen är densamma som i mRNA-vaccinen mot covid-19. Cancerceller producerar proteiner som skiljer sig från de som skapas av friska celler och vaccinet lär immunförsvaret att känna igen dessa tumörantigener. Immunförsvaret kan då skilja mellan friska celler och tumörceller, för att bekämpa de sistnämnda. En utmaning är att antigenerna skiljer sig mellan olika sorters cancer och till och med mellan olika individer med samma cancertyp. Vaccinen som testas tillverkas därför utifrån en specifik individ baserat på vilka antigener som just den personens tumör producerar.
Cancerceller har dock många mekanismer för att hindra immuncellerna från att angripa dem. Vaccinen kombineras därför ofta med så kallade immunkontrollpunktshämmare, vilka återger immunförsvaret dess inneboende förmåga att bekämpa cancer.
Trots de framsteg som gjorts i hur mRNA ska tillämpas i cancerbehandling är det ingen mirakelkur och samma framgångssaga som med covidvaccinen kan inte garanteras för tekniken inom detta användningsområde. Liknande immunterapier, vilket behandlingar som försöker få kroppens egna immunförsvar att bekämpa tumörer kallas, har endast fungerat för vissa individer och det råder inte full förståelse för varför metoderna inte tycks vara effektiva för alla. Vi behöver även lära oss mer om hur man på bästa sätt identifierar vilka antigener som vaccinet ska tillverka samt hur behandlingsvaccinen på bästa sätt kan kombineras med andra behandlingsmetoder. Bortsett från de tekniska problemen finns även det faktum att personaliserade vaccin troligtvis kommer blir mycket dyra, vilket väcker frågor om hur vi ska säkerställa en rättvis tillgång till dem.
Flertalet kliniska studier pågår dock för ge svar på frågetecknen kring tekniken och tack vare de resurser som nu tillförs forskningen som en följd av mRNA:ts genombrott i covidvaccinen går utvecklingen framåt med stormsteg. Trots tekniska utmaningar är det kraftfulla verktyg som mRNA-vaccin visat sig vara mot covid-19-pandemin troligen bara är en försmak på vilka möjligheter det finns med teknologin.
Källor som användes i den här artikeln
Furlong, Ashleigh; After coronavirus vaccine breakthrough, mRNA pioneers pivot to cancer; POLITICO ; 2022; https://www.politico.eu/article/mrna-cancer-vaccine-coronavirus/,
G-Biosciences; DNA and mRNA Vaccines: A Side-by-Side Comparison; 2021; https://info.gbiosciences.com/blog/dna-and-mrna-vaccines-a-side-by-side-comparison,
MedlinePlus; What are mRNA vaccines and how do they work?; 2022; https://medlineplus.gov/genetics/understanding/therapy/mrnavaccines/,
National Cancer Institute; Can mRNA Vaccines Help Treat Cancer?; 2022; https://www.cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2022/mrna-vaccines-to-treat-cancer,
TED. (2021). A. Whitehead, Kathryn: The tiny balls of fat that could revolutionized medicine [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=O16Pfv6nd7M