واکسن‌های از این نوع قبلا برای هیچ بیماری تایید نشده‌اند. اما این واکسن‌ها چه فرق با واکسن‌های مرسوم دارند و چه چیزی آنها را اینقدر هیجان‌انگیز می‌کند؟
واکسن‌های سنتی چطور عمل می‌کنند؟
هدف اصلی از ساختن واکسن برای یک عامل عفونی معین مانند کروناویروس عامل بیماری کووید-۱۹ این است که دستگاه ایمنی بدن با چیزی که شبیه به این ویروس است، آموزش داده شود.
ویروس‌ها حاوی هسته‌ای از ژن‌ها ساخته‌شده از DNA یا RNA هستند که در پوششی از پروتئین پوشیده شده‌اند. برای ساختن این پوشش پروتئینی، با نسخه‌برداری از از ژن‌های DNA یا RNA ویروس یک مولکول ریبونوکلئیکی تک‌رشته‌ای به نام RNA پیامبر یا mRNA ساخته می‌شود. این mRNA در مرحله بعد باعث ساختن یک پروتئین معین می‌شود.
برخی از واکسن‌های مرسوم از ویروس ضعیف‌شده استفاده می‌کنند، برخی دیگر فقط حاوی یک بخش کلیدی پوشش پروتئین ویروس هستند. در مورد کروناویروس جدید، بخشی به نام پروتئین گل‌میخی بخش کلیدی شمرده می‌شود.
واکسن‌های مرسوم موثر بوده‌اند: فلج اطفال و سرخک فقط دو نمونه از بیماری‌های وخیمی هستند که با استفاده از واکسن در جهان کنترل شده‌اند. واکسن‌ها در مجموع بیش از هر پیشرفت پزشکی دیگری در تاریخ برای انسان‌ها سودمند بوده‌اند. اما کشت دادن مقدار زیاید ویروس و بعد ضعیف کردن یا استخراج بخشی کلیدی پوشش پروتئینی آن وقت زیادی می‌گیرد.
گام‌های ابتدایی به سوی واکسن‌های mRNA
حدود ۳۰ سال پیش چند معدودی از دانشمندان شروع به کاوش درباره ساختن واکسن به روشی ساده‌تر کردند. اگر ساختار دقیق mRNA که بخشی کلیدی از پوشش پروتئینی ویروس مانند پروتئین گل‌میخی ویروس کرونا را می سازد، بدانید، آیا می‌شود با آن واکسنی بر ضد این ویروس ساخت.
ساختن مقادیر زیاد mRNA در آزمایشگاه نسبتا آسان است. اگر این mRNA را به فردی تزریق کنید و این mRNA از راه جریان خون به سلول‌های دستگاه ایمنی برسد و این سلول‌ها شروع به ساختن پروتئین گل‌میخی کنند، آیا در آن فرد مصونیت ایجاد می‌کنند؟ آیا این کار دستگاه ایمنی را آموزش می‌دهد؟
غلبه بر موانع
با اینکه این ایده ساده به نظر می‌رسد، اما ده‌ها طول کشید تا دانشمندان با غلبه بر رشته‌ای از موانع توانستند واکسن‌های mRNA بسازند.
اول دانشمندان دریافتند چگونه mRNA را تغییر دهند تا باعث ایجاد واکنش‌های شدید دستگاه ایمنی نشود. دوم، آنها آموختند چگونه سلول‌هایدستگاه ایمنی را وادارند که این mRNAها را که با جریان خون گردش می‌کند، به چنگ آورند. سوم، آنها دریافتند چگونه این سلول‌ها وادار کنند تا مقادیر زیادی از این بخش کلیدی پروتئینی را بسازند. در نهایت، آنها توانستند بفهمند چگونه mRNA را درون کپسول‌های کوچک میکروسکوپی محصور کنند تا از آن در برابر نابود شدن بوسیله مواد شیمایی موجود در خون ما محافظت کنند.
آنها همچنین در این مسیر دریافتند که در مقایسه با واکسن‌های مرسوم، واکسن‌های mRNA در واقع می‌توانند نوع قوی‌تری از ایمنی را ایجاد کنند: آنها دستگاه ایمنی را به ساختن آنتی‌بادی‌ها یا پادتن‌ها و نیز «سلول‌های کشنده» دستگاه ایمنی تحریک می‌کنند- یعنی حمله‌ای دوگانه بر ضد ویروس را برمی‌انگیزند.
هنگامی که کرونا آمد
بنابراین ۳۰ سال تلاش طاقت‌فرسا به چند گروه دانشمندان- از جمله گروهی از دانشمندان در شرکت فایزر که با شرکت آلمانی بیونتک کار می‌کردند و یک شرکت تازه‌تاسیس در ماساچوست آمریکا به نام مدرنا- امکان داد فناوری mRNA را به حدی برسانند که واقعا در پیشگیری از عفونت ویروس اثربخش باشد. این شرکت‌ها پلتفرم‌هایی ساختند که به طور نظری برای ساختن واکسن برای هر بیماری عفونی قابل استفاده هستند و کافی است توالی درست mRNA برای آن بیماری را در آنها قرار داد.
بعد همه‌گیری کووید-۱۹ شروع شد. دانشمندان در چین در چند هفته ویروس مسئول را پیدا و ساختار همه ژن‌ها از جمله ژن‌های سازنده پروتئین گل‌میخی را یافتند و این اطلاعات روی اینترنت منتشر شد.
در طول چند دقیقه دانشمندانی در هزاران کیلومتر آن طرف شروع به کار کردن برای طراحی واکسن mRNA کردند. فقط ۱۱ ماه بعد از کشف کروناویروس جدید یا سارس-کوو-۲ مقامات بهداشتی در بریتانیا و آمریکا تایید کردند که یک واکسن mRNA برای کووید-۱۹ اثربخش و بی خطر است و راه برای ایمن‌سازی گسترده مردم شروع شد. پیش از این هیچ واکسن جدیدی در مدتی کمتر از ۴ سال ساخته نشده بود.
هیچ پیشرفت علمی یک باره رخ نمی‌دهد
واکسن‌های mRNA از هم اکنون برای عوامل عفونی دیگر مانند ابولا، ویروس زیکا و آنفلوانزا دارند آزمایش می‌شوند. سلول‌های سرطانی پروتئین‌هایی می‌سازند که می‌توانند هدف واکسن‌های mRNA قرار گیرند: در واقع، اخیرا پیشرفت‌ها برای استفاده از این شیوه در درمان سرطان پوستی ملانوم گزارش شده است. همچنین فناوری mRNA به طور نظری می‌تواند پروتئین‌ّ‌هایی را تولید کند که در برخی از بیماری‌ها مانند فیبروز کیستیک وجود ندارد.
دانش واکسن‌های mRNA مانند هر پیشرفت دیگری بر پایه پیشرفت‌های بسیار پیشین قرار دارند، از جمله:
- شناخت ساختار DNA و mRNA و چگونگی کار کردن آنها برای تولید پروتئین.
- اختراع فناوری برای تعیین توالی ژنتیکی ویروس
- غلبه بر موانعی که مانع راه یافتن mRNA تزریق‌شده به درون عضله بازوی شخص به سلول‌های دستگاه ایمنی می‌شوند که در عمق بدن قرار دارند و واداشتن این سلول‌ها به ساختن این پروتئین کلیدی.
- فناوری اطلاعات برای انتقال دانش در سراسر جهان با سرعت نور.
هر یکی از اکتشافات گذشته به اشتیاق دانشمندان برای ادامه دادن به پیگیری رویاهایشان – علیرغم ابراز تردیدها و حتی مسخره‌کردن‌ها- و نیز اشتیاق جامعه برای سرمایه‌گذاری در پژوهش‌های آنها بستگی داشته است.
