Что такое мРНК-вакцина
Вакцина с мРНК переносит РНК в клетки организма для экспрессии и производства белковых антигенов после соответствующих модификаций in vitro, тем самым побуждая организм вырабатывать иммунный ответ против антигена, тем самым расширяя иммунную способность организма.[1,3].
Рисунок 1: Схематическая диаграмма эффекта прямой инъекции мРНК-вакцины [2]
Классификация мРНК-вакцин
мРНК-вакцины делятся на два типа:нереплицирующийсямРНК исамоусиливающийсямРНК: самоамплифицирующаяся мРНК не только кодирует антиген-мишень, но также кодирует репликацию, которая обеспечивает внутриклеточную амплификацию РНК и механизм экспрессии белка.Нереплицирующиеся мРНК-вакцины кодируют только антигены-мишени и содержат 5'- и 3'-нетранслируемые области (UTR).Они обеспечивают всестороннюю стимуляцию адаптивности и врожденного иммунитета, а именно экспрессию антигена in situ и передачу сигнала опасности, и имеют следующие области применения.[2,3]
●Может обеспечить всестороннюю стимуляцию адаптивности и врожденного иммунитета, а именно экспрессию антигена in situ и передачу сигнала опасности
● Может вызывать «сбалансированный» иммунный ответ, включая гуморальные и клеточные эффекторы и иммунную память.
● Может комбинировать различные антигены без усложнения рецептуры вакцины.
● Непрерывное улучшение иммунного потенциала может быть достигнуто за счет повторной вакцинации, а иммунный ответ на носитель отсутствует или незначителен.
● Термостабильные мРНК-вакцины могут упростить транспортировку и хранение вакцин.
Рисунок 2: Схематическая диаграмма мРНК-вакцины и ее механизма экспрессии антигена [4]
Особенности мРНК-вакцин
По сравнению с традиционными вакцинами мРНК-вакцины имеют простые процессы производства, высокую скорость разработки, отсутствие необходимости в клеточной культуре и низкую стоимость.По сравнению с ДНК-вакцинами, мРНК-вакцинам не нужно проникать в ядро, и нет риска интеграции в геном хозяина.Период полувыведения можно регулировать путем модификации.
Таблица 1: Преимущества и недостатки мРНК-вакцин
|
| Преимущество | недостаток |
| мРНК-вакцина | Быстрые исследования и разработки, производство вакцины занимает всего 40 дней | Вызвать ненужный иммунный ответ
|
| Нестабильность мРНК в физиологических условиях, легко расщепляется | Не будет интегрироваться в геном, чтобы избежать возможных терапевтических мутаций.
| |
| Нет необходимости в каком-либо сигнале ядерной локализации, транскрипции | Эффективность ядерной безопасности еще предстоит проверить
|
Рисунок 3: Блок-схема производства и приготовления мРНК-вакцины [4]
Набор для выделения вирусной РНК Foregene
RT-qPCR Easy (один шаг)
Улучшенные стратегии приготовления мРНК-вакцин
Из-за плохой стабильности самой мРНК, легкой деградации нуклеазами в тканях, низкой эффективности проникновения в клетку и низкой эффективности трансляции эти дефекты ограничивают применение мРНК-вакцин.Эффективность перевода также играет очень важную роль.Средства доставки можно разделить на вирусные векторы и невирусные векторы (включая липосомы, нелипосомы, вирусы, наночастицы и т.д.).Поэтому необходимы соответствующие меры по улучшению.Ниже представлена стратегия фармакологического улучшения подготовки мРНК.[2]
1 Синтезировать аналоги кэпа или использовать кэпирующие ферменты для стабилизации мРНК и увеличения трансляции белка за счет связывания с эукариотическим фактором инициации трансляции 4E (EIF4E)
2 Отрегулируйте элементы в 5'-нетранслируемой области (UTR) и 3'-UTR, чтобы стабилизировать мРНК и увеличить трансляцию белка.
3 Добавление поли(А)-хвоста может стабилизировать мРНК и увеличить трансляцию белка
4 Модифицированные нуклеозиды для снижения активации врожденного иммунитета и увеличения трансляции
5 Лечение РНКазой III и очистка с помощью быстрой белковой жидкостной хроматографии (FPLC) могут снизить иммунную активацию и увеличить трансляцию
6 Оптимизируйте последовательности или кодоны для увеличения трансляции
7 Совместная доставка факторов инициации трансляции и других методов изменения трансляции и иммуногенности
Рисунок 4: Процесс производства и сборки мРНК транскрипции in vitro (IVT) [5]
Крупномасштабная подготовка плазмидной ДНК
Очистка плазмидной ДНК в основном удаляет загрязнители, такие как РНК, эндотоксин с незамкнутой ДНК, белок-хозяин и нуклеиновую кислоту-хозяин, и обычно трансформирует рекомбинантную плазмиду в E. coli.E. coli подвергается ферментации с высокой плотностью, затем разделению твердой и жидкой фаз и сбору E. coli.Затем E. coli подвергают щелочному лизису, центробежному разделению твердой и жидкой фаз и микрофильтрационной очистке после лизиса, ультрафильтрации и концентрированию после осветления, а затем хроматографической очистке.
Очистка плазмидной ДНК:
Мини-набор плазмидов Foregene General
【1】苗鹤凡, 郭勇, 江新香.мРНК疫苗研究进展及挑战[Дж].免疫学杂志, 2016(05):446-449.
【2】Парди Н., Хоган М.Дж., Портер Ф.В. и др.мРНК-вакцины — новая эра в вакцинологии[J].Nature Reviews Drug Discovery, 2018.
【3】Крампс Т., Элберс К. (2017) Введение в РНК-вакцины.В: Крампс Т., Элберс К. (ред.) РНК-вакцины.Методы молекулярной биологии, том 1499. Humana Press, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.
【4】Маругги Г., Чжан С., Ли Дж. и др.мРНК как преобразующая технология для разработки вакцин для борьбы с инфекционными заболеваниями [J].Молекулярная терапия, 2019.
【5】Серхио Линарес-Фернандес, Селин Лакруа, Адаптация мРНК-вакцины для балансировки врожденного / адаптивного иммунного ответа, Тенденции в молекулярной медицине, Том 26, Выпуск 3, 2020 г., Страницы 311-323.
Время публикации: 05 августа 2021 г.
