Moderne bioteknologi skaper nye muligheter der virusets eget arvestoff kan lages kunstig i laboratoriet, uten bruk av levende virus. Dette kan sette standarden for en ny type vaksine. En vaksineteknologi som er spesielt egnet da tiden er knapp under en pandemi. RNA vaksiner er eksempel på en slik vaksineteknologi, og har opplevd en re-aktualisering i forbindelse med koronaviruspandemien.

RNA vaksiner mot Covid-19

Det pågår en flittig kamp om å lage en vaksine mot Covid-19. Både legemiddelselskaper og akademiske forskere jobber med å finne ut hva slags vaksine og hvilken vaksineteknologi som er best egnet for å stoppe spredning av SARS-Cov-2 viruset mellom mennesker. Vi må finne en vaksine som kan bygge immunitet bredt i befolkningen, heller før enn siden. RNA vaksiner er et eksempel på en ny vaksineteknologi som kan imøtekomme noen av utfordringene med å lage en vaksine mot en pågående pandemi. Flere legemiddelselskaper har derfor fokusert på RNA vaksiner hvilket kan gi et gjennombrudd for denne vaksineteknologien.

For å forstå hvorfor RNA vaksiner kan være spesielt egnet mot pandemier må vi forstå hva RNA er, og hvordan det kan brukes i en vaksine.

Vaksiner som består av arvemateriale

Mange vaksiner inneholder ødelagt eller svekket virus. Det vil si at vaksinene inneholder alle delene av et virus, men i et format der viruset enten ikke kan smitte eller ikke gir sykdom. Dette er vaksineteknologi som er nærmere 300 år gammel. Moderne vaksineteknologi som RNA og DNA vaksiner tar utgangspunkt i virusets arvemateriale. Målet er at cellene i kroppen til den vaksinerte selv kan produsere de delene av viruset immunforsvaret må reagere mot. For å forstå hvordan dette er mulig må vi forstå hvordan celler og virus bruker arvemateriale til å utøve sine helt spesifikke funksjoner.

Arvemateriale, DNA, RNA, og proteiner

Den grunnleggende delen av cellebiologi handler om hvordan alle levende organismer er bygget opp. De fleste har hørt om arvestoffet DNA, og byggeklossene proteiner. Essensielt sett er alt levende materiale bygget opp med DNA og proteiner. Cellene i kroppen har forskjellige funksjoner fordi de har ulike proteiner. Proteinene er byggeklossene som utgjør funksjonene i celler, bakterier og virus. Det er for eksempel et helt spesielt protein som sitter i cellene i øynene som gjør at lys kan dannes om til signalproteiner som kommuniserer med nervecellene. Det er også et helt spesielt protein som sitter på overflaten til SARS-Cov-2 viruset som gjør at det kan binde til cellene i luftveiene til mennesker.

Det finnes en ufattelig mengde ulike proteiner som gjør at livet kan ta så mange ulike former. Likevel er oppskriften på hvordan disse proteinene skal lages den samme. Oppskriften ligger nemlig i arvestoffet, DNA.

Siden du trenger nye celler og nye proteiner hele livet er maskineriet som produserer proteiner alltid aktivt i cellene. Oppskriften på hva som skal lages, hvor mye osv. ligger i DNAet. DNA er veldig stabilt og ligger godt beskyttet i cellenes kjerne. For å bruke oppskriften som ligger i DNAet må det kopieres til en midlertidig oppskrift. Denne midlertidige oppskriften er laget for at produksjonen av protein skal være rask og effektiv. Etter at oppskriften er brukt, kastes det slik at det ikke lages for mye protein. Denne midlertidige oppskriften er RNA.

Dette kan sammenlignes med at du har en kakeoppskrift på datamaskinen din. For å unngå å ha datamaskin på kjøkkenet da du baker, skriver du ned en komprimert versjon av oppskriften på en papirlapp som du kaster da kaken er ferdig.

RNA er altså molekyler som inneholder en oppskrift som forteller cellene hvilke proteiner de skal lage. RNA er et midlertidig format som kan lages raskt og deretter brytes ned når proteinet er lagd. Med moderne bioteknologi kan de samme prosessene gjenskapes i laboratoriet slik at RNA også kan lages utenfor kroppen. Det gjør at RNA kan brukes som vaksiner.

RNA baserte vaksiner

På samme måte som cellene i kroppen har alle virus også sitt eget arvemateriale. Å identifisere dette arvemateriale i virus er med dagens teknologi svært enkelt. For å sette dette i perspektiv tok det om lag et år å identifisere den genetiske sammensetningen til SARS viruset som brøt ut i 2002-03, og i 2019 tok det om lag to uker på å identifisere genene til SARS-Cov-2 viruset som forårsaker Covid-19.

Etter at virusets arvemateriale er kjent kan det produseres kunstig i laboratoriet som RNA. Dette en enkel prosess som er rask, effektiv, og relativ billig. RNA vaksiner basert på virusets arvemateriale inneholder oppskriften på å lage bestemte deler av viruset, som for eksempel overflate proteinet Spike fra SARS-CoV-2 viruset. Dersom en celle i kroppen får tilført dette RNAet gjennom vaksinasjon, vil den starte å produsere spike proteinet. For immunforsvaret ser det ut som en celle som er infisert av et virus, og immunresponsen starter. Under hele denne prosessen har altså aldri levende virus vært involvert.

Inaktiverte vaksiner består av virus som drepes og ødelegges. Vaksinen inneholder altså biter av det aktuelle viruset. RNA vaksiner lages ved at arvematerialet til viruset identifiseres og produseres som RNA i laboratoriet. RNA inneholder oppskriften til delene viruset består av og cellene i kroppen kan lage virusdeler ved vaksinasjon uten at levende virus har vært en del av prosessen.

For å oppsummere: En RNA vaksine inneholder altså RNA som leveres til cellenr i kroppen slik at de lager en liten del (et protein) fra viruset som immunforsvaret kjenner igjen og bygger immunitet mot.

Hvor kommer RNA-vaksineteknologien fra?

RNA vaksiner mot infeksjonssykdommer har blitt aktualisert i forbindelse med Covid-19 pandemien, men selve teknologien har eksistert lenge. RNA vaksiners enkle produksjon gjør at de kan være egnet for persontilpasset medisin innen kreftvaksiner. Det finnes svært mange ulike former for kreft og selv om det er fellestrekk mellom kreftsykdommene er kreftcellene til hver pasient unike. Vaksiner som kan brukes sammen med annen behandling mot kreft kan derfor være mer effektive om de er tilpasset kreftcellene til hver enkelt pasient. I denne forbindelsen er RNA vaksiner nyttige fordi de enklere kan lages persontilpasset i sykehuslaboratorier. Det var i hovedsak til disse formålene legemiddelselskapene utviklet RNA vaksiner før Covid-19 pandemien.

RNA vaksine mot pandemier

Å dyrke virus og formulere vaksiner tar ca. ett år. Verdens Helseorganisasjon forventer at RNA vaksiner (etter fullført klinisk godkjenning) skal kunne produseres i løpet av 2-3 måneder, nettopp fordi produksjonen ikke innebærer dyrking av virus. Denne tiden er dyrebar dersom det er et pandemisk utbrudd på gang. RNA vaksiner er derfor i første omgang tiltenkt et apparat som kan være klart til utbrudd av nye virus der eksisterende vaksiner ikke strekker til. Det er for eksempel ved pandemier eller ved ekstra aggressive influensasesonger.

RNA vaksiner kommer ikke til å erstatte alle vaksinetyper vi har i dag. Siden RNA er så ustabilt, blir immunresponsen ganske lav sammenlignet med vaksiner basert på virusfragmenter eller svekket virus. RNA vaksiner er primært en løsning der vaksinen kun skal lages en gang (som ved persontilpassede vaksiner) og raskt (som ved pandemier).

Er det trygt?

Kliniske fase I studier beskriver sikkerheten rundt bruk av vaksiner. Alle typer vaksiner må først gjennom en slik studie. Fullførte fase I studier med SARS-Cov-2 RNA vaksinekandidatene viser at vaksinene er trygge. Ettersom sikkerhetsprofilen til alle vaksiner er i dag svært god, og det lite å hente hva gjelder økt sikkerhet for RNA vaksiner sammenlignet med andre. Likevel er det tre punkter som kan trekkes frem:

  • Det brukes ikke levende virus i produksjonen. Til sammenligning med mange andre vaksiner som tar utgangspunkt i å isolere og dyrke virus, er virus ikke involvert i noe steg under produksjon av RNA vaksiner.
  • RNA forsvinner raskt. RNA molekyler er stabile i helt rene miljøer som i et laboratorium og i vaksineampullen. Utenfor disse miljøene, som for eksempel inne i kroppen, finnes alltid aktive mekanismer som bryter ned RNA slik at materialene i vaksinen forsvinner forholdsvis raskt etter vaksinasjon. Mekanismer som bryter ned RNA finnes nesten overalt, også i luften rundt oss. Dermed utgjør RNA vaksiner ingen trussel til omgivelsene dersom en ulykke skylle hende og vaksinemateriale skulle havne uønsket i naturen.
  • RNA produseres i rene og kontrollerte reaksjoner. Andre typer vaksiner som for eksempel består av proteiner eller ødelagte virus må dyrkes med hjelp av levende celler. Et eksempel på dette er influensavaksinen. Influensaviruset som brukes i vaksinen dyrkes i embryonerte hønseegg. Det fører til at personer med uttalt allergi mot egg ikke kan ta vaksinen.

Veien videre og målet om en tilgjengelig vaksine mot Covid-19

De første testene av RNA baserte vaksiner mot Covid-19 har vært positive. Legemiddelselskapene Moderna Therapeutics i USA, CureVac og BioNTech (i samarbeid med Pfizer, USA) i Tyskland er i bresjen for utvikling av RNA vaksiner mot Covid-19 (se linker nederst).

Moderna har fullført en Fase I studie og sikkerhetsprofilen har vært tilfredsstillende. Moderna går derfor videre med sin RNA vaksine mot Covid-19 og har planlagt å starte Fase II studien omtrent i disse tider. CureVac har startet Fase I nylig, og BioNTech/Pfizer har designet en Fase I/II som hittil har gitt positive data. Klinisk fase II studier undersøker sikkerhet i en større del av befolkningen og inkluderer ofte barn og eldre. I tillegg skal en fase II studie gi indikasjon på om vaksinen er effektiv.

Foreløpig ser det altså ut til å gå veien, men det er et godt stykke igjen. Selv om RNA vaksiner kan produseres raskt, må alle innledende kliniske studier om sikkerhet og effektivitet gjennomføres på lik linje som for andre vaksiner. Dette tar tid. Håpet er derimot at da studiene er gjennomført kan vaksiner raskere nå ut til alle som behøver en vaksine. I tillegg har vi bygget et grunnlag der vi er bedre forberedt til neste pandemi.

Videre lesning:

Linker til beskrivelser av vaksineteknologien basert på RNA fra legemiddelselskapene nevnt i innlegget:

Skrevet av Tor Kristian Andersen

Illustrasjonsbilde av Alexander Popov fra Unsplash

Spre kunnskapen

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *