Aj po podaní miliárd dávok vakcín počas pandémie sú vakcíny s posunutou RNA (mRNA) stále prekvapením.

Ďalšia zverejnená štúdia ukazuje, že vakcíny môžu nečakane podnietiť bunky k produkcii malého množstva neúmyselných proteínov. Zatiaľ neexistujú dôkazy o tom, že by tieto chyby ohrozovali bezpečnosť vakcín COVID-19. Vedci už navrhli nápravu, ktorá môže pomôcť urobiť budúce vakcíny alebo lieky založené na mRNA bezpečnejšími a ešte účinnejšími.

Ostatní vedci tvrdia, že na novej práci, o ktorej informoval časopis Nature, nie je nič znepokojujúce, a súhlasia s tým, že by mohla pomôcť zlepšiť vakcíny mRNA.

„Táto “prelomová štúdia” poskytuje nový pohľad na to, ako bunky vytvárajú proteíny z prirodzenej aj umelej mRNA,“ uviedol pre britské Science Media Centre virológ Stephen Griffin z univerzity v Leedsi. „Niektoré z budúcich širších terapeutických využití technológie RNA, okrem vakcín, môžu zahŕňať vyššie a častejšie dávkovanie, takže je potrebné riešiť všetky možné problémy,“ dodal.

Vlákna mRNA prenášajú plány zakódované v génoch buniek do ich “strojov” na výrobu bielkovín nazývaných ribozómy. Ribozómy čítajú mRNA po troch bázach, pričom každá z týchto tzv. kodónov určuje aminokyselinu v bielkovine. Potenciálne mRNA vakcíny a terapie pozostávajú z umelej mRNA, ktorá nesie recept na špecifický proteín. V prípade vakcín je cieľom vytvoriť imunitnú odpoveď na proteín – napríklad na proteín hrotov pandemického koronavírusu. Cieľom mRNA terapií je prinútiť vlastné bunky človeka, aby produkovali proteín, ktorý môže liečiť chorobu.

Nakoľko cudzia RNA zvyčajne znamená, že útočí vírus, bunky majú tendenciu ju rozpoznať a zničiť. Katalin Karikó a Drew Weissman z Pensylvánskej univerzity pred desaťročiami zistili, že ak zmenia jednu z báz mRNA a nahradia uridín pseudouridínom, upravené vlákno môže uniknúť zničeniu dostatočne dlho na to, aby bunky vytvorili zamýšľaný proteín. Tento výskum, za ktorý si v nedeľu vo Švédsku prevezali Nobelovu cenu, pomohol urýchliť vývoj potenciálnych mRNA vakcín a terapií.

V novej práci sa však zistilo, že stratégia modifikácie RNA má háčik.

Toxikológovia z Cambridgeskej univerzity Anne Willisová a James Thaventhiran a ich kolegovia sa zaujímali, aký vplyv môže mať pseudouridín na proces tvorby bielkovín. Ribozómy niekedy nesprávne prekladajú prirodzené mRNA a výskumníci chceli zistiť, či sú takéto chyby častejšie, keď sa do nich vkladajú zmenené bázy. Navrhli mRNA, ktoré by prinútili bunky v miske produkovať fluorescenčný proteín len vtedy, ak sa ribozóm “pomýli” a začne čítať trojpísmenové kodóny nesprávne, čo je chyba známa ako frameshift. V prípade prirodzených mRNA to zvyčajne vedie k vzniku neaktívnych proteínov, ktoré bunka rozloží.

Výskumníci zistili, že mRNA obsahujúca pseudouridín, ktorý sa používa vo vakcínach COVID-19 spoločností Pfizer a Moderna, oveľa častejšie indukuje proteíny s posunutým rámcom ako mRNA s normálnym uridínom. V ich experimentoch bolo približne 8 % proteínov vytvorených z ich experimentálnych mRNA posunutých v rámci.

Aby tím otestoval, či k rovnakému efektu dochádza aj v tele, porovnal imunitné reakcie myší, ktoré boli očkované buď vakcínou s mRNA COVID-19 vyrobenou spoločnosťou Pfizer, alebo vakcínou na báze DNA od spoločnosti AstraZeneca. Zistili, že myši očkované vakcínou Pfizer vytvorili protilátky proti proteínom odvodeným od frameshift, zatiaľ čo zvieratá očkované vakcínou AstraZeneca nie.

Vedci potom skúmali imunitné reakcie u 20 ľudí, ktorí dostali vakcínu od spoločnosti AstraZeneca, a 21 ľudí, ktorí dostali vakcínu od spoločnosti Pfizer. Vzorky krvi približne jednej tretiny príjemcov vakcíny Pfizer vykazovali imunitnú reakciu na proteíny s posunutým rámcom, zatiaľ čo u žiadnej vzorky príjemcov vakcíny AstraZeneca sa tak nestalo. Žiadna z osôb nehlásila žiadne vedľajšie účinky konkrétnej vakcíny a podľa výskumníkov neexistuje dôkaz, že by proteín s posunutým rámcom bol škodlivý.

Tím z Cambridgu na tlačovom stretnutí zdôraznil, že jeho práca nenaznačuje, že by vakcíny COVID-19 boli nebezpečné. Katalin Karikó poznamenáva, že k posunom rámcov často dochádza prirodzene, keď infikované bunky vytvárajú vírusové proteíny.

Tieto proteíny s posunom rámcov môžu podľa nej prirodzene rozšíriť imunitnú odpoveď organizmu, takže je možné, že vakcíny COVID-19 zamerané na hrot môžu dokonca získať podporu z nesprávneho čítania.

Spoločnosť Pfizer sa na otázku o novej práci priamo nevyjadrila k jej zisteniam, ale vo vyhlásení uviedla, že jej vakcíny majú “pozitívny pomer prínosov a rizík”. Hovorca spoločnosti Moderna sa odmietol vyjadriť.

Thaventhiran však tvrdí : „Posun rámcov by mohol byť dôležitejší pri iných aplikáciách technológie mRNA, ako sú vakcíny proti rakovine, ktoré sú navrhnuté tak, aby vyvolali imunitné reakcie na nádorovo špecifické proteíny.“

„Pacienti s rakovinou pravdepodobne podstúpili inú liečbu, ktorá zmenila ich imunitu, takže by mohli byť zraniteľnejší voči chybným proteínom a akýmkoľvek imunitným reakciám, ktoré by mohli vyvolať,“uviedol.

Ďalšie experimenty Cambridgeského tímu naznačili príčinu posunov rámcov – a možný spôsob, ako sa im vyhnúť. Skupina zistila, že ribozómy sa pri stretnutí s pseudouridínom spomalia, najmä ak ich sekvencia obsahuje niekoľko za sebou. „ Je to pravdepodobne preto, že zmenené bázy “nie sú pre ribozómy také vhodné” ako štandardné, čo zvyšuje pravdepodobnosť posunu rámcov,“ hovorí Willis.

Vedci však tvrdia, že existuje jednoduché riešenie. Keďže mRNA môže pre danú aminokyselinu používať niekoľko kodónov, molekuly môžu byť navrhnuté tak, aby sa vyhli kodónom náchylným na preklznutie. Napríklad konštruktéri mRNA môžu použiť sekvenciu UUC (dva pseudouridíny a cytidín) namiesto UUU (tri pseudouridíny). Obe kódujú tú istú aminokyselinu, ale prvá z nich by mala spôsobiť menej chýb. Je to trochu ako písať “mom namiesto mum”(matka namiesto mama),“ hovorí Willis. „Znamená to to isté,“vysvetlil.

Výskumníci vyvinuli algoritmus, ktorý identifikuje potenciálne problematické sekvencie a nahradí ich tými, ktoré s menšou pravdepodobnosťou spôsobia prešľapy.

„Vďaka synonymným kodónom sa stále vytvára ten istý proteín, len presnejšie,“ hovorí Willis. „Je to taká jednoduchá oprava, a to je na tom také vzrušujúce,“ dodal.

Rolf Marschalek, molekulárny biológ z Goetheho univerzity vo Frankfurte, hovorí : „Chcel by som vidieť viac dôkazov, kým budem presvedčený, že posuny rámcov sú významným problémom pre modifikované mRNA.“

Súhlasí však s tým, že nová práca nie je dôvodom na obavy o bezpečnosť mRNA vakcín COVID-19.