Annons

Efter vaccinen – stora förväntningar på mRNA

Vaccinen mot covid-19 är ett genombrott för mRNA. Nu finns stora förväntningarna på den genetiska budbärarmolekylen. Den ska inte bara sätta stopp för pandemier, utan även bota sjukdomar som cancer. Men det finns flera utmaningar.

Annons

Vaccin mot covid-19 togs inte bara fram på rekordfart. De innebär även ett genombrott för läkemedel som bygger på den genetiska budbärarmolekylen mRNA. Företagen Moderna och Pfizer-Biotechs vaccin är de första mRNA-baserade terapeutiska medel som godkänts för människor.

Nu står fler läkemedel med mRNA, som också kallas budbärar-RNA, på tur. Under utveckling är både fler vaccin mot till exempel zika, hiv och influensa, men även behandlingar mot olika typer av cancer och hjärtsjukdom.

– Det är fantastiskt att tekniken tagit det här språnget. Det kan bli starten på en helt ny typ av terapi, säger Elin Esbjörner, docent i kemisk biologi på Chalmers.

Utnyttjar ribosomerna – cellernas proteinfabriker

Det hela bygger på att utnyttja cellernas proteinfabriker, ribosomerna, för att få kroppen att tillverka sin egen medicin. I vaccinen är det virusets karaktäristiska piggar, det så kallade spikproteinet, som framställs och triggar immunförsvaret att bilda antikroppar.

Men för att ribosomerna ska veta vad de ska bygga behöver de en ritning. Ritningarna får de i form av budbärar-RNA som i sin tur kopierat dem från dna i cellkärnan.

Att det här naturliga maskineriet även skulle kunna användas för att få cellen att bygga sitt eget läkemedel insåg forskare redan för 30 år sedan. Men det har tagit tid att överkomma alla hinder på vägen.

En svårighet är att få in den främmande byggritningen i form av genetisk kod i cellen. Främmande mRNA betyder vanligtvis att ett virus invaderat cellen, som svarar med att försöka bryta ner inkräktaren.

RNA är dessutom en känslig och instabil molekyl vilket gör att det nya vaccinen till exempel måste förvaras kallt. Pfizer-Biontechs vaccin kräver förvaring vid minus 70 grader Celsius medan Modernas klarar sig 30 dagar i kylskåp.

Behöver hjälp att komma in i cellen

Ett annat problem är att mRNA är en stor molekyl som inte kan ta sig in i cellen av sig självt. I vaccinen är mRNA:t inkapslat i lipider, det vill säga fettmolekyler.

Men de fettpartiklar som används för vaccin fungerar inte för alla användningsområden.

– Vaccinet kan levereras direkt dit det ska, till muskeln i överarmen, men det är inte alltid möjligt för andra behandlingar. För att mRNA ska nå ett inre organ behöver du nanopartiklar som kan injiceras i blodet och som sedan hittar sitt mål i kroppen, säger Elin Esbjörner.

I sin forskning utvecklar hon nya typer av nanopartiklar för att packa in mRNA. Vissa bygger på lipider, men hon undersöker även om kroppens eget transportsystem, i form av så kallade exosomer, kan modifieras för att leverera mRNA.

Coronavaccinet ges i två doser och kan ge biverkningar i form av smärta och feber. Men om mRNA-tekniken till exempel används för att producera ett protein som kroppen saknar, måste sprutan ges regelbundet och kanske hela livet.

– Då ställs högre krav, för ingen vill nog få lite feber varannan vecka, säger Elin Esbjörner.

Nanopartiklarna behöver också kunna brytas ner i kroppen för att inte orsaka oönskade motreaktioner på sikt.

– Det är fortfarande lång väg kvar innan vi har tillräckligt säkra och effektiva nanopartiklar för mRNA för kontinuerlig behandling under lång tid, säger Elin Esbjörner.

Mycket arbete återstår

Även Kenneth Chien, professor i kardiovaskulär forskning vid Karolinska institutet, säger att det krävs mer forskning innan nya terapier med mRNA är klara för att användas inom vården. 

– Att tekniken fått sitt genombrott tack vare vaccinen betyder mycket för hela fältet, men det är viktigt att vara realistisk. Det återstår mycket arbete, säger han.

Hans forskning går ut på att injicera mRNA som kodar för ett tillväxthormon direkt i hjärtat. På så sätt stimuleras tillväxten av blodkärl vilket kan läka de skador som uppstår på hjärtat vid en hjärtinfarkt. Resultaten från de inledande försöken publicerades 2019 i Nature Communications. Till skillnad från vaccinen krävs ingen skyddande nanopartikel för att leverera mRNA:t.

– Av någon anledning tar hjärtat upp naket mRNA bättre än något annat organ, men vi vet inte varför.

Metoden, som nu testas på människor i en så kallad fas 2 studie, utvecklas i samarbete med läkemedelsföretagen Astra Zeneca och Moderna, det senare var Kenneth Chien med och grundande för tio år sedan.

– Moderna startades kring vår forskning inom det kardiovaskulära området, säger han.

Samarbetet med Astra Zeneca har pågått sedan 2013 och behandlingen av hjärtat bygger på Modernas mRNA-teknik som också ligger bakom företagets vaccin mot covid-19.

Många fördelar med mRNA

Kenneth Chien ser många fördelar med att använda mRNA. Det går snabbt att utveckla en ny terapi eller modifiera ett vaccin. Det enda som behövs är den genetiska koden för det du vill producera. Jämfört med att föra in dna i cellerna medför mRNA ingen permanent förändring.

– Det försvinner när det gjort sitt jobb, säger Kenneth Chien. Dessutom går det att dosera. Ju mer mRNA, desto mer protein.

En annan möjlighet är att kapsla in flera mRNA-molekyler i samma nanopartikel. På så sätt skulle till exempel ett vaccin kunna innehålla flera virusproteiner.

Förutom att det krävs bättre metoder för att leverera mRNA i kroppen är en utmaning att få en tillräckligt stor produktion av protein innan mRNA:t bryts ner. En annan är att få molekylen stabil vid normal temperatur för att undvika dyra och komplicerade frystransporter.

Forskning & Framsteg berättar om fackgranskade forskningsresultat och om pågående forskning. Våra texter ska vara balanserade och trovärdiga, och sätta forskningsresultaten i sitt sammanhang för att göra dem begripliga. Forskning & Framsteg har rapporterat om vetenskap sedan 1966.