لقاحات Covid-19 mRNA تفوز بجائزة نوبل للطب 2023 | مجلة كوانتا

منحت لجنة نوبل جائزة نوبل لعام 2023 في الفسيولوجيا أو الطب إلى كاتالين كاريكو و درو وايزمان لعملهم الرائد في تطوير تكنولوجيا لقاح mRNA، مما أتاح الاستجابة اللقاحية لجائحة كوفيد-19 في الوقت المناسب. يُنسب الفضل إلى اللقاحات ضد فيروس SARS-CoV-2 في المساعدة في الحد من انتشار الوباء وتوفير ما بين 14.4 مليون و19.8 مليون حياة في السنة الأولى فقط من استخدامها؛ لعبت لقاحات mRNA دورًا رئيسيًا في هذا الإنجاز.

لعقود من الزمن، تابع العلماء من جميع أنحاء العالم استخدام mRNA (الحمض النووي الريبوزي الرسول) كدواء. تستخدم الخلايا بشكل طبيعي mRNA، بناءً على الحمض النووي الجيني، كتعليمات لصنع البروتينات. يهدف الباحثون إلى تطوير أدوات لإنشاء تسلسلات mRNA جديدة - تلك التي ترمز للبروتينات الفيروسية، على سبيل المثال - في المختبر، ثم إدخال جزيئات mRNA هذه إلى الخلايا. وتقوم الخلايا بعد ذلك بترجمة تسلسلات mRNA هذه إلى بروتينات فيروسية، وبالتالي تنبيه الجهاز المناعي لتكوين دفاع ضد الفيروس. في الواقع، يقوم لقاح mRNA بتحويل الخلايا إلى مصانع للبروتينات الفيروسية كاستراتيجية لمحاربة المهاجمين الفيروسيين.

ومع ذلك، فإن المحاولات الأولى لاستخدام الرنا المرسال لإنتاج استجابة مناعية باءت بالفشل لأن الخلايا تعرفت بسهولة على جزيئات الرنا المرسال المدخلة كغزاة ودمرتها.

في عام 2005، أثناء العمل معًا في جامعة بنسلفانيا، كاريكو وويسمان اكتشف طريقة لتعديل تسلسل النيوكليوتيدات في جزيئات الرنا المرسال بشكل طفيف حتى تتمكن من التسلل إلى ما بعد المراقبة المناعية الخلوية وتجنب إثارة استجابة التهابية هائلة. ذهبوا للظهور في 2008 و 2010أن جزيئات mRNA المعدلة يمكن أن تنتج مستويات عالية من البروتينات. جعلت هذه الإنجازات تقنية mRNA قابلة للتطبيق لإنشاء لقاحات آمنة وفعالة.

وبعد مرور 15 عامًا فقط، تم إثبات هذه الأساليب على المسرح العالمي. بحلول أوائل عام 2021، أي بعد عام واحد فقط من اندلاع جائحة كوفيد-19 لأول مرة في جميع أنحاء العالم، استخدمت العديد من شركات الأدوية أدوات mRNA الخاصة بكاريكو وويسمان لطرح لقاحات ضد الفيروس. وكانت الجائحة بمثابة إثبات لمفهوم اللقاحات، وساعد نجاحها في إخراج العالم من المرحلة الأكثر فتكاً للوباء.

وقال ريكارد ساندبرج، عضو لجنة نوبل، خلال إعلان هذا الصباح، إن اكتشافات كاريكو ووايسمان "غيرت بشكل جذري فهمنا لكيفية تفاعل mRNA مع جهاز المناعة لدينا وكان لها تأثير كبير على مجتمعنا خلال جائحة كوفيد-19 الأخير". لقد أنقذت اللقاحات، بنوعيها التقليدي وmRNA، ملايين الأرواح، ومنعت الإصابة بمرض كوفيد-19 الحاد، وخفضت عبء المرض الإجمالي ومكنت المجتمعات من الانفتاح مرة أخرى. 

ما هو مرنا؟

Messenger RNA هو شريط واحد من الشفرة الوراثية التي تستخدمها الخلية كتعليمات لصنع البروتينات. جزيئات mRNA موطنها الخلايا وهي أجزاء أساسية من الوظائف الخلوية اليومية: فهي الرسل التي تحمل تسلسلات الحمض النووي المكتوبة من النواة المحمية إلى السيتوبلازم في الخلية، حيث يمكن ترجمتها إلى بروتينات بواسطة عضيات تسمى الريبوسومات. يقرأ الريبوسوم الشريط، ويترجم مجموعات الحروف الجينية إلى تسلسلات من الأحماض الأمينية. ثم تطوى السلسلة الطويلة من الأحماض الأمينية الناتجة إلى البروتين المناسب.

كيف تعمل لقاحات mRNA Covid-19؟

لقد تعلم العلماء كتابة كود mRNA لتكوين بروتينات جديدة، بما في ذلك البروتينات التي يمكن أن تساعد الخلايا في التعرف على الفيروسات التي لم ترها من قبل. تستعير تقنية mRNA التي طورها الفائزون بجائزة نوبل آلية صنع البروتين في الخلايا، مما يحفز الخلايا على إنتاج بروتينات فيروسية تهيئ الجهاز المناعي للتعرف على فيروس معين إذا واجهه لاحقًا.

عند إدخاله إلى الخلايا، يقدم لقاح كوفيد-19 وصفة لصنع بروتين SARS-CoV-2، الموجود على السطح الخارجي للفيروس. ثم تستخدم الخلايا هذه التعليمات لإنتاج البروتين الشوكي كما لو كانت مصابة بالفيروس الحقيقي. إنه مثل جولة تدريب على المناعة: يقوم mRNA بإعداد الجهاز المناعي للتعرف على البروتين الشوكي الفعلي لـ SARS-CoV-2، بحيث إذا تعرض الشخص لاحقًا للفيروس، فإن الجهاز المناعي "سيتذكر" بسرعة كيفية إطلاق الفيروس. الرد لمحاربته.

ما هو الإنجاز الذي أدى إلى نجاح اللقاحات؟

في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت العقبة الرئيسية أمام تقنية mRNA هي أنها تثير استجابة التهابية كبيرة في الخلايا. تعرفت الخلايا على mRNA الذي تم إدخاله باعتباره مادة غريبة وحاولت التخلص منه، مما أدى إلى زيادة نشاط أنظمة الدفاع الخلوية. بعد أن أدركا أن الخلايا غالبًا ما تعدل الحمض النووي الريبوزي المرسال الأصلي الخاص بها، قرر كاريكو وويسمان معرفة ما سيحدث إذا قاموا أيضًا بتعديل بسيط في الشفرة الوراثية للحمض النووي الريبي المرسال الذي كانوا يقومون بإدخاله.

وفي اكتشاف خارق نُشر في عام 2005، أفادوا أن الاستجابة الالتهابية قد اختفت تقريبًا. وفي السنوات التي تلت ذلك، قاموا بتحسين التكنولوجيا بشكل أكبر لزيادة عدد البروتينات التي يمكن للخلايا إنتاجها بناءً على تسلسل mRNA بشكل كبير.

هل تم استخدام لقاحات mRNA لمحاربة الأمراض قبل الوباء؟

كان عدد من الشركات والباحثين يختبرون وعود لقاحات mRNA قبل الوباء لمحاربة الفيروسات مثل Zika وMERS-CoV، الذي يشبه SARS-CoV-2. لكن لم تتم الموافقة على أي من اللقاحات حتى عام 2020، عندما تفشى جائحة كوفيد-19. أثبت النشر الناجح للقاحات mRNA أثناء الوباء مفهوم التكنولوجيا، وأصبح نقطة انطلاق لتشجيع استخدامها للوقاية من أمراض أخرى أو علاجها.

ما هي فوائد لقاحات mRNA مقارنة باللقاحات التقليدية؟

إن الوعد الذي تحمله لقاحات mRNA هو أنه يمكن تطويرها بسهولة وبسرعة. عادةً ما يستغرق العلماء وقتًا أطول - على مدى سنوات - لإنشاء واختبار اللقاحات التقليدية، والتي غالبًا ما تكون نسخة ضعيفة أو مشوهة من فيروس حقيقي. وحتى بعد تطوير لقاح تقليدي، يجب على العلماء إزالة العقبة الثانية - تعلم كيفية زراعة كميات كبيرة من الفيروسات أو البروتين في المختبر - قبل أن يتمكنوا من إنتاج الدواء على نطاق واسع المطلوب لتحصين الملايين أو المليارات من الناس.

في عام 2020، بمجرد أن نشر الباحثون البنية والشفرة الجينية لبروتين SARS-CoV-2، بدأ الباحثون في العمل. وفي غضون عدة أشهر، استخدمت شركتا الأدوية العملاقتان فايزر وموديرنا تقنية mRNA لتطوير لقاحات محصنة ضد الفيروس. لقد تمكنوا من إنتاج لقاح mRNA بكميات كبيرة بسرعة، وقيادة التجارب السريرية لإثبات أن اللقاحات آمنة وفعالة، ثم إعطاء الجرعات الأولى للجمهور بحلول ربيع عام 2021. وكان هذا ممكنًا لأنه يمكن استخدام أدوات mRNA لتوليد مجموعة واسعة من اللقاحات. من البروتينات دون الحاجة إلى تطوير طرق جديدة لزراعة الفيروسات على نطاق واسع.

كيف سيتم استخدام لقاحات mRNA الآن؟

وكما أشار ساندبيرج في تصريحاته عند إعلان جائزة نوبل، فإن "لقاحات mRNA الناجحة ضد كوفيد-19 كان لها تأثير هائل على الاهتمام بالتقنيات القائمة على mRNA". تُستخدم الآن تقنيات mRNA لتطوير لقاحات ضد الأمراض المعدية الأخرى، وتوصيل البروتين العلاجي وعلاج السرطان.

سيتم تحديث هذه المقالة بتفاصيل إضافية على مدار اليوم.