Biyomühendisler Ebola, Grip ve Genel Parazitlere Karşı Programlanabilir RNA Aşıları Dizayn Ediyorlar

MIT mühendisleri 1 hafta gibi çok kısa bir sürede üretilebilecek ve kolayca isteğe göre (ki burada asıl dile getirilen konu çok hızlı yayılan salgınlara karşı) uyarlanabilecek yeni bir tip aşı geliştirdiler. Şimdiye kadar Ebola, H1N1 virüsü ve sıtmaya yol açan parazitle akraba olan Toxoplasma gondii‘ye karşı fare deneylerinde %100 etki gösteren aşılar dizayn edildi.

Aşılar herhangi bir viral, bakteriyal veya parazitik protein için genetik kodun dizayn edilebildiği mesajcı RNA olarak bilinen genetik malzeme zincirlerinden oluşmaktadır. Bu moleküller daha sonra RNA’ları hücreye taşıyan (ki hücre içinde konakçı immün yanıtı oluşturan proteinlere dönüştürülür) bir moleküle paketlenir.

Enfeksiyon hastalıklarını hedef almaya ek olarak araştırmacılar bu metodu kullanarak immün sisteme tümörleri tanıyıp yok etmelerini öğretecek kanser aşıları üretmeye çalışıyorlar.

Uyarlanabilir Aşılar

Çoğu geleneksel aşı inaktive formdaki bir virüs ya da patojenden oluşur. Bu aşıların üretimi genellikle uzun zaman alır ve bazı salgın hastalıklar için bu uzun üretim süresi çok risklidir. Diğer aşılar normalde mikroptan üretilen proteinlere sahiptir fakat bu her zaman güçlü bir immün yanıtı indüklemez ve sonuçta araştırmacılar yanıtı arttırmayı sağlayan bir kimyasal (adjuvant) aramaya gereksinim duyarlar.

RNA aşıları çok daha caziptir çünkü sadece protein içeren aşıların vücuda verilmesiyle elde edilen immün yanıtın gücü proteinin koduna sahip RNA aşılarının hücrede çok sayıda ifade edilmesiyle çok daha etkili hale gelmektedir. Mesajcı RNA moleküllerinin aşı olarak kullanımı fikri 30 yıldan fazla bir süredir vardır fakat bu konudaki ana engellerden bir tanesi bu moleküllerin güvenli ve etkili bir biçimde hücre içine taşınmasıdır.

Araştırmacılar, RNA aşılarının dendrimer olarak bilinen dallanmış bir molekülden yapılma nanopartikül içine paketlenip bu şekilde taşınmasına karar verdiler. Bu malzemenin bir anahtar avantajı araştırmacılara geçici pozitif yük sağlayarak negatif yüke sahip RNA ile yakın birliktelikler kurmasına izin vermesidir. Ayrıca oluşan son yapının büyüklüğü ve modeli de kontrol edilebilmektedir. Dendrimer-RNA yapısının pek çok kez kendi üzerine katlanmasının indüklenmesiyle yaklaşık 150 nm çapa sahip küresel aşı partikülleri üretildi. Böylece çoğu virüsle benzer büyüklüğe sahip olunmasıyla ve virüslerin aynı yüzey proteinleri kullanılarak partiküllerin hücre içine girişi gerçekleştirildi.

RNA dizileri uyarlanarak araştırmacılar istenilen herhangi bir protein üretilerek aşılar dizayn edilebilir. RNA molekülleri ayrıca RNA’nın çoğaltılması için talimatlar içerdiğinden hücre çok fazla protein üretecektir.

Aşıların kas içi enjeksiyonla taşınmak için uygun hale getirilmesi hücre içine alımı kolaylaştırmıştır. Partiküller hücre içine girdiğinde, RNA immün sistemi uyaran proteinlere çevrilir. Daha önemli olarak, aşılar immün sistemin her iki kolunu da uyarmaktadır: T hücre yanıtı ve antikor yanıt.

Farelerle yapılan testlerde, bir aşının tek bir dozunu alan hayvanlar Ebola, H1N1 virüsü veya Toxoplasma gondii gibi gerçek patojene maruz kalınmasıyla herhangi bir semptom göstermemiştir. Ellerindeki antijenleri hayvanlara uygulayan araştırmacılar tam antikor ve T hücre yanıtı elde etmişlerdir.

Araştırma ekibi ellerindeki RNA aşılarının DNA aşılarından daha güvenilir olduğuna inanmaktadır çünkü RNA tek zincirli olduğundan konak genomuna entegre olamadığından mutasyonlara yol açamayacağını düşünmektedir.

Yeni geliştirilen bu biyolojik malzemenin aşı kadar etkili olup tamamen sentetik bir formülle hızlı biçimde üretilme seçeneğinin yanında daha ucuz ve güvenli olması günümüzde kullanılan aşı stratejilerine önemli bir katkı sağlayacaktır.

Hızlıca Harekete Geçme

Çabucak dizayn edilip üretilebilme yeteneğinin olması bu aşıların özellikle griple savaşta çok etkili bir biçimde işe yarayacaktır çünkü tavuk yumurtaları içinde virüsün çoğaltılmasına gerek duyan en genel grip aşısı üretim metodu aylar sürmektedir. Bu da, beklenmedik bir grip türü aniden ortaya çıktığında (örneğin H1N1 virüsünün yol açtığı 2009’daki salgın) hızlıca o virüse karşı bir aşı üretiminin olmamasıdır.

Tipik olarak salgın bittikten çok zaman sonra bir aşı ticari olarak uygun hale gelmektedir. Gerçek salgının üzerinde bir girişimsel hareket başlatılabileceğini düşünen bilim insanları bu yeni teknolojiyi lisanslayıp ticari hale getirmek için bir şirket kurmayı planlıyorlar. Dizayn ettikleri aşılara ilaveten Zika virüsü ve laym hastalığı için de aşılar üretmeyi umuyorlar.

Kanser aşıları üzerinde de çalışan ekip geliştirdikleri projelerinde sadece embriyonik gelişim sırasında normalde açık olan genleri hedefleyen aşılar dizayn ettiler. Yetişkinlerde dormant yani uyku halinde olan bu genler küçük hücreli akciğer tümörleri olarak bilinen bir kanser çeşidinde sıklıkla tekrar aktif hale gelmektedir.

Özetle, bu yeni yaklaşımın sahip olduğu potansiyelden heyecanlanan araştırma ekibi aşı taşınmasında yeni bir yol elde etmeye çalışmaktadır.

Detaylı bilgi için tıklayınız.