Üç yıl kadar önce Anna Blakney, Londra'daki bir laboratuvarda yeni bir alanda çalışırken bilim çevresi dışında çok az insan mRNA aşılarını duymuştu.
COVID-19 salgını nedeniyle artık pek çok insan Pfizer-BioNTech ve Moderna gibi ilaç şirketlerinin mRNA aşılarından haberdar. Ancak üç yıl kadar önce Anna Blakney, Londra'daki bir laboratuvarda nispeten göze çarpmayan, niş bir bilim alanında çalışıyordu. Bilim çevresi dışında çok az insan mRNA aşılarını duymuştu
Blakney 2016'da Londra'daki Imperial College'da doktorasına başladığında bile, "pek çok insan bunun işe yarayıp yaramayacağı konusunda şüpheciydi". Şimdiyse "mRNA'nın tıpta oyunun kurallarını değiştiriyor" diyor.
Haberci ribonükleik asit ya da kısaca mRNA çok büyük, heyecan verici soruları gündeme getiriyor: mRNA aşıları kanser, HIV, tropikal hastalıklar için bir tedavi sağlayabilir ve hatta bize insanüstü bir bağışıklık kazandırabilir mi?
mRNA, genetik kodu DNA'dan hücrenin protein yapma mekanizmasına taşıyan tek sarmallı bir molekül. mRNA olmadan genetik kodunuz kullanılamaz, proteinler yapılamaz ve vücudunuz çalışamaz. Eğer DNA banka kartı ise, mRNA da kart okuyucudur.
Bir virüs hücrelerimize girdiğinde, kendi RNA'sını serbest bırakır ve ele geçirilmiş hücrelerimizi kandırarak bağışıklık sistemimizi tehlikeye atacak şekilde virüsün kopyalarını - viral proteinler şeklinde - dışarı atar.
Geleneksel aşılar, antijen adı verilen zayıflatılmış virüs proteinlerinin enjekte edilmesiyle çalışır ve bu da vücudun bağışıklık sistemini virüsü yeniden ortaya çıktığında tanıması için uyarır.
MRNA aşılarında ise antijenin kendisini enjekte etmeye gerek yoktur. Bunun yerine, bu aşılar antijenin mRNA'ya çevrilmiş genetik dizisini veya "kodunu" kullanır. Bu, gerçeğinin hayaleti gibidir ve vücudu kandırarak gerçek antikorlar oluşturmasını sağlar. Daha sonra yapay mRNA'nın kendisi, onu parçalayan enzimler de dahil olmak üzere vücudun doğal savunması tarafından bozularak yok olur ve bize sadece antikorlar kalır.
Bu nedenle mRNA aşıları geleneksel aşılara kıyasla daha güvenli, daha hızlı ve daha ucuza üretilebilir. Artık milyonlarca tavuk yumurtasının içinde ölümcül virüsler yetiştiren devasa biyo-güvenlikli laboratuvarlara ihtiyaç yok. Bunun yerine, tek bir laboratuvar antijenin proteinlerini liste halinde tüm dünyaya e-posta ile gönderebilir.
Blakney, bu bilgiyle bir laboratuvarın "100 ml'lik tek bir test tüpünde bir milyon doz mRNA" yapabileceğini söylüyor.
Pandemi sırasında bu sürecin gerçek zamanlı işleyişine tanık olduk. 10 Ocak 2020'de, Pekin'deki Çin Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezi'nde zoonoz (hayvandan insana bulaşan hastalıklar) uzmanı Zhang Yongzhen, COVID-19'un genom dizilimini yapıp ertesi gün yayınladı. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) 11 Mart'ta COVID-19'u pandemi ilan etti. 16 Mart'ta Zhang'ın dizilimi kullanılarak ilk mRNA aşısı birinci aşama klinik denemesine başladı.
ABD Gıda ve İlaç Dairesi, Pfizer-BioNTech COVID-19 aşısını 11 Aralık 2020'de onayladı ve insanlar için onaylanan ilk mRNA aşısı ve klinik deneylerde %95 etkinlik oranına sahip ilk aşı olarak tarihe geçti. Bir hafta sonra Moderna mRNA aşısı onaylandı. Daha önceki "en hızlı aşı" ünvanı kabakulak aşısına aitti ve onaylanması dört yıl sürmüştü. Moderna ve Pfizer-BioNTech aşıları ise sadece 11 ayda onaylanmıştı.
mRNA teknolojisinin öncüleri
mRNA aşısının dayandığı teorinin öncüleri Pennsylvania Üniversitesi'nden bilim insanları Katalin Karikó ve Drew Weissman. Her iki bilim insanı 2021'de ABD'nin en büyük biyomedikal araştırma ödülü olan Lasker Ödülü'ne, Ekim 2023'te de Nobel Tıp Ödülü'ne layık görüldü.
Ancak onların çalışmaları da diğer bilim insanlarının onlarca yıllık araştırma ve deneylerine dayanıyordu. Ancak 2019'da bile, mRNA aşılarının kullanımının en az beş yıl alacağına inanılıyordu. Pandemi, bu adımı öne çekti.
Weissman ve Karikó'nun çalışma arkadaşı ve Carnegie Mellon Üniversitesi'nde kimya mühendisliği uzmanı Kathryn Whitehead, "mRNA dünyasında bu acil durum senaryosunda %95 ilk etkinlik oranlarını hayal edebilecek çok fazla insan yoktu" itirafında bulunuyor.
Ama şimdi, olasılıklar sonsuz görünüyor ve Blakney'in dediği gibi "Bununla başka hangi aşıları yapabiliriz? Ve bunun ötesinde ne yapabiliriz?" konusu tartışılıyor.
Rochester Üniversitesi'nden Dragony Fu, COVID-19 için mRNA aşısı 1.0'a tanıklık ediyorsak, 2.0'ın da Sars gibi patojenler ile HIV gibi diğer yabancı istilacılara da uygulanabileceğini, Covid'den önce de şirketlerin HIV'e karşı mRNA aşıları geliştirdiklerini belirtiyor; patojenler kampında Zika, herpes ve sıtma parazitlerini de sayıyor.
Fu'ya göre, "Diğer kategori ise otoimmün hastalıklar. Bu ilgi çekici çünkü aşının çok katı tanımının ötesine geçiyor." Fu geleceğin, örneğin iltihaplanmayı azaltmak için mRNA "tedavileri" içerebileceğini söylüyor. "Teorik olarak, bu pek çok olasılığın önünü açıyor" diyor.
Ohio Eyalet Üniversitesi'nden Yizhou Dong, mRNA'yı barındırmak ve vücudumuz tarafından hemen yok edilmeden hücrelere güvenli bir şekilde iletmek için gereken küçük yağ topları veya lipitler konusunda uzman. Lipidler "isimsiz kahraman" olarak tanımlanıyor; lipid iletimi 2018'de mükemmelleştirilip onaylanmasaydı, 2020'de COVID-19 mRNA aşıları olmayacaktı. Dong, COVID-19'dan önce, bu yeni lipid iletim tekniğini mRNA ile birleştirmenin genetik bozukluklar, kanser immünoterapisi, bulaşıcı hastalıklar ve bakteriyel enfeksiyonlar da dahil olmak üzere daha geniş uygulamalarını inceleyen birçok araştırma olduğunu söylüyor. "Antijene sahip olduğunuz ve proteini sekanslayabildiğiniz sürece, teorik olarak işe yaraması gerekir".
Lipid iletimi ve mRNA teknolojisindeki atılım sayesinde, geliştirilmekte olan aşılar ve tedaviler arasında kistik fibroz ve multipl skleroz için mRNA terapileri; HIV için mRNA aşısı; kalp hastalığı için terapiler; ve ağır akciğer hastalıkları ve astım için mRNA terapileri bulunuyor.
Tropikal hastalıklar için de çözümler araştırılıyor. Moderna, Zika ve Chikungunya için klinik mRNA aşı denemeleri yapıyor. Her iki hastalık da dünyanın en yoksul nüfuslarını etkilediği ve yeterli araştırma ve finansman alamadığı için "ihmal edilmiş" hastalıklar. MRNA aşılarının hızı ve maliyeti bu paradigmayı değiştirebilir ve ihmal edilen tropikal hastalıkların sonunu getirebilir.
Ancak belki de raflarda yerini alacak bir sonraki mRNA aşısı daha yaygın bir hastalık olan gribe yönelik olabilir. İnfluenza virüsleri dünya çapında her yıl tahminen 290 bin ila 650 bin ölümden sorumlu. Whitehead, "Yakın gelecekte gribe karşı mRNA aşılarını görmemiz çok muhtemel" diyor. Bazı uzmanlar bazı ülkelerde COVID-19'dan daha fazla ölüme yol açabilecek bir grip salgını olabileceği uyarısında bulunmuştu.
Kanser aşı ve tedavi denemeleri
Birçok ilaç şirketi de kanser için mRNA aşıları ve tedavileri peşinde ve bir dizi klinik deneme devam ediyor. Blakney şöyle açıklıyor: "Kanser hücreleri genellikle vücudunuzdaki diğer hücrelerin sahip olmadığı belirli yüzey belirteçlerine (marker) sahip. Bağışıklık sisteminizi bu hücreleri tanıması ve öldürmesi için eğitebilirsiniz, tıpkı virüsü tanıması ve öldürmesi için eğitebileceğiniz gibi; tümör hücrelerinizin yüzeyinde hangi proteinlerin olduğunu bulursunuz ve bunu aşı olarak kullanırsınız."
Blakney'e göre hastaya özgü, bireyselleştirilmiş tıp fikri yıllardır heyecan veren bir beklenti; bu, mRNA'nın ardına kadar açacağı bir başka kapı olabilir. Teorik olarak, "tümörünüzü çıkarıyorlar, sekanslıyorlar, yüzeyinde ne olduğunu görüyorlar ve sonra size özel bir aşı yapıyorlar".
mRNA 2.0 ile kanser, HIV ve tropikal hastalıklar için tedaviler gelecekse, 3.0 ile daha da ileride neler olabilir? Modern tıp için büyük bir endişe alanı antibiyotik direnci. Blakney, "Potansiyel olarak C. difficile gibi bakteriyel bir antijene veya tedavisi gerçekten zor olan bazı bakterilere karşı aşı yapmayı düşünebilirsiniz" diyor. Henüz herhangi bir deneme yapılmadı, ancak Frontiers gibi bilimsel dergiler bu fikri araştırdı.
Daha genel ticari sağlık ve esenlik uygulamaları için de potansiyel var. Örneğin Fu, kendisi de dahil olmak üzere yüz milyonlarca Asya kökenli insanı ve aslında küresel nüfusun tahmini %68'ini etkileyen laktoz alerjisinin bir gün hedef alınabileceğini öne sürüyor: "Laktozu parçalamamı sağlayan protein bende eksik. Gelecekte, laktozu parçalayan proteini üretecek mesajı, mRNA'yı iletmenin bir yolunu geliştirebilirsiniz... Hayatı tehdit eden bir şey değil ama bunun milyar dolarlık bir endüstri olacağını hayal edebiliyorum."
Ohio State Üniversitesi'nde Dong, kolesterole karşı başarılı bir fare denemesi bile yürüttü. PCSK9 proteini yüksek olan kişilerde kolesterol yüksek olma ve erken kalp hastalığı gelişme eğilimi var. "Bir tedaviden sonra [farelerde] PCSK9 protein seviyesini %95'in üzerinde azaltabildiğimizi fark ettik. Bu kesinlikle çok önemli bir araştırma." Dong'a göre en az bir biyoteknoloji şirketi PCSK9'u inhibe etmek için mRNA kullanarak bir klinik deneme planlıyor.
Tüm bunlar şu soruyu gündeme getiriyor: mRNA tedavileri bize neredeyse insanüstü bir bağışıklık kazandırabilir mi? Halihazırda COVID-19 mRNA aşıları bazı insanların yüksek seviyelerde antikor üretmesine yol açarak COVID-19'un birkaç varyantını aynı anda etkisiz hale getirebiliyor.
Aynı zamanda çeşitli mRNA aşılarını bir araya getirerek, kanser ve virüsleri aynı anda önleyebilecek tek bir güçlendirici aşı oluşturma potansiyelinden de söz ediliyor.
* Bu makalenin İngilizce orijinali ilk olarak Kasım 2021'de yayımlandı. mRNA teknolojisini geliştiren bilim insanları Katalin Kariko ve Drew Weissmanon'un 2 Ekim'de Nobel Tıp Ödülü almasıyla ilgili son gelişmeyi de içerecek şekilde güncellendi.