mRNA چیست؟ چطور از آن برای تولید واکسن استفاده می‌کنند

mRNA: پیام‌رسان حیاتی در دنیای ژنتیک

احتمالا با دی‌ان‌ای (DNA) آشنایی دارین. همون مولکولی که تمام ژنهای ما رو توی خودش جا داده و با یه کد چهار حرفی (A, C, G, T) نوشته شده. دی‌ان‌ای مثل یه نقشه کامل و جامع از تمام ویژگیهای فیزیکی ماست که باعث میشه هر کدوم از ما منحصر به فرد باشیم. این نقشه خیلی باارزشه و برای همین، توی یه بخش محافظت شده از سلول به اسم «هسته» نگهداری میشه.

اما اطلاعات این نقشه باید یه جوری از هسته بیرون بیاد و به بخش اصلی سلول، یعنی «سیتوپلاسم»، برسه. چون کارخونه‌های پروتئین‌سازی اونجا هستن و بدن ما برای انجام دادن بیشتر کارهاش به پروتئین نیاز داره. اینجاست که پای یه پیام‌رسان به اسم «آران‌ای پیام‌رسان» یا به اختصار mRNA وسط میاد.

کار mRNA اینه که از روی بخشهای مشخصی از کد DNA یه کپی یا پیام کوتاه برداره. این پیامها در واقع دستورالعمل ساخت یه پروتئین خاص هستن. بعدش این پیام از هسته خارج میشه و خودش رو به سیتوپلاسم میرسونه. وقتی mRNA به اونجا رسید، کارخونه‌های پروتئین‌سازی سلول، که بهشون «ریبوزوم» میگن، این دستورالعمل رو میخونن و شروع به ساختن اون پروتئین خاص میکنن. کل این فرایند، یعنی تبدیل اطلاعات از DNA به mRNA و بعد به پروتئین، اساس و پایه عملکرد هر سلوله و بهش «دگم مرکزی زیست‌شناسی مولکولی» هم میگن.

ساختار mRNA چه فرقی با DNA داره؟

با اینکه کار mRNA و DNA هر دو به اطلاعات ژنتیکی ربط داره، اما ساختارشون تفاوتهای مهمی با هم داره:

• تک رشته‌ای بودن: مهمترین تفاوت اینه که mRNA یه مولکول تک رشته‌ایه، در حالی که DNA ساختاری دو رشته‌ای و مارپیچی داره.
• جایگزینی در کد: توی کد چهار حرفی RNA، به جای حرف T (تیمین)، حرف U (اوراسیل) وجود داره. یعنی اوراسیل باز مکملی هست که موقع رونویسی به آدنین (A) وصل میشه. جالبه که از نظر تاریخ تکامل، به نظر میرسه اوراسیل اول وجود داشته و بعدا تیمین جای اون رو در DNA گرفته. این جایگزینی ممکنه پایداری DNA رو بیشتر کرده و کارایی تکثیرش رو بالا برده باشه.
• نوع قند: ستون فقرات هر دو مولکول از قند و فسفات ساخته شده، اما قند توی RNA از نوع «ریبوز» و توی DNA از نوع «دئوکسی ریبوز» هست. قند DNA یه اتم اکسیژن کمتر داره و اسمشون هم از همینجا میاد: DNA مخفف دئوکسی ریبونوکلئیک اسید و RNA مخفف ریبونوکلئیک اسید هست.

هر سلول بدن ما، از سلول ریه گرفته تا سلول عضله و عصب، یه کپی دقیق از کل DNA ما رو داره. اما RNA فقط در مواقع نیاز و متناسب با شرایط متغیر سلول و نیازهای فوری بدن تولید میشه. این وظیفه mRNA هست که ماشین‌آلات سلولی رو روشن کنه تا پروتئینهای مناسب برای اون زمان و مکان خاص رو بسازن.

سفری در زندگی یک مولکول mRNA

یه مولکول mRNA یه زندگی کوتاه اما پرماجرا داره. از لحظه تولدش که بهش میگن «رونویسی»، تا پردازش، ویرایش، سفر و در نهایت انجام وظیفه یعنی «ترجمه» و مرگش که بهش میگن «تخریب». این فرایندها توی موجودات مختلف مثل یوکاریوتها (مثل ما انسانها) و پروکاریوتها (مثل باکتریها) کمی با هم فرق دارن.

تولد: فرایند رونویسی (Transcription)

همه چیز از هسته سلول شروع میشه. وقتی سلول به یه پروتئین خاص نیاز داره، یه آنزیم به اسم «آران‌ای پلیمراز» وارد عمل میشه. این آنزیم مثل یه دستگاه کپی عمل میکنه؛ میره سراغ ژن مورد نظر روی رشته DNA و از روش یه نسخه RNA کپی میکنه. این نسخه اولیه رو بهش میگن «پیش-mRNA» یا pre-mRNA.

یه تفاوت جالب بین پروکاریوتها و یوکاریوتها اینه که توی پروکاریوتها، آران‌ای پلیمراز همزمان با آنزیمهای پردازش DNA کار میکنه، برای همین پردازش mRNA میتونه همزمان با رونویسی انجام بشه. این باعث میشه رشته جدید mRNA با تولید یه رشته مکمل به اسم رشته tRNA دو رشته‌ای بشه که این دو رشته با هم نمیتونن ساختارهای جفت‌باز تشکیل بدن.

آماده شدن برای سفر: پردازش mRNA در یوکاریوتها

مولکولهای mRNA توی یوکاریوتها قبل از اینکه بتونن از هسته خارج بشن و به سیتوپلاسم برن، باید حسابی پردازش و آماده بشن. این در حالیه که mRNA توی باکتریها و آرکی‌ها (موجودات تک سلولی دیگه) معمولا به این پردازشها نیازی نداره و بلافاخته بعد از رونویسی آماده استفاده است. این مراحل پردازش خیلی مهمن:

• پیرایش یا Splicing: اون نسخه اولیه mRNA که ساخته شده، یعنی pre-mRNA، معمولا یه سری بخشهای اضافه به اسم «اینترون» (intron) داره. اینترونها بخشهایی هستن که کدکننده پروتئین نیستن و باید حذف بشن. در کنار اینها، بخشهای اصلی و کدکننده به اسم «اگزون» (exon) وجود دارن. توی فرایند پیرایش، اینترونها بریده و حذف میشن و اگزونها به هم وصل میشن تا یه رشته یکپارچه و کدکننده به وجود بیاد. به این نسخه نهایی که فقط اگزونها رو داره، «mRNA بالغ» (mature mRNA) میگن.
• گذاشتن کلاهک ۵ پریم (۵′ Cap): بلافاصله بعد از شروع رونویسی، یه ساختار ویژه به سر یا انتهای ۵ پریم mRNA اضافه میشه که بهش میگن «کلاهک». این کلاهک در واقع یه نوکلئوتید گوانین تغییر یافته است (به طور دقیق‌تر، ۷-متیل گوانوزین). این کلاهک دو تا کار خیلی مهم انجام میده: اول اینکه به ریبوزوم کمک میکنه mRNA رو شناسایی کنه و بهش بچسبه تا ترجمه شروع بشه. دوم اینکه از mRNA در برابر آنزیمهای تخریب‌کننده به اسم «آران‌ایز» (RNase) محافظت میکنه. اضافه شدن کلاهک همزمان با رونویسی اتفاق میفته و این دو فرایند روی هم تاثیر میذارن.
• اضافه شدن دم پلی-آ (Poly(A) Tail): در انتهای دیگه مولکول، یعنی انتهای ۳ پریم، یه دم بلند از نوکلئوتیدهای آدنین اضافه میشه که بهش میگن «دم پلی-آ». این دم که معمولا از صدها (حدود ۲۵۰) نوکلئوتید آدنین تشکیل شده، چند تا وظیفه مهم داره: به محافظت از mRNA در برابر تخریب کمک میکنه، برای پایان دادن به فرایند رونویسی مهمه، به صادر شدن mRNA از هسته به سیتوپلاسم کمک میکنه و در نهایت برای فرایند ترجمه هم نقش داره. جالبه بدونین که توی پروکاریوتها هم mRNA میتونه دم پلی-آ داشته باشه، اما اونجا برعکس عمل میکنه و به جای محافظت، تخریب mRNA رو تسهیل میکنه. اگه جهشی توی محل پلی‌آدنیلاسیون اتفاق بیفته، یه مولکول mRNA غیرعادی بلند و ناپایدار ساخته میشه.
• ویرایش (Editing): در بعضی موارد خاص، حتی بعد از همه این کارها، ترکیب نوکلئوتیدی mRNA ویرایش میشه و تغییر میکنه. یه مثال معروف توی انسانها، mRNA آپولیپوپروتئین B هست که توی بعضی بافتها ویرایش میشه ولی توی بعضی دیگه نه. این ویرایش یه کدون پایان (stop codon) زودرس ایجاد میکنه که باعث میشه موقع ترجمه، یه پروتئین کوتاه‌تر ساخته بشه. یه مثال دیگه ویرایش A-to-I (آدنوزین به اینوزین) هست که توسط آنزیمهای ADAR انجام میشه. این نوع ویرایش میتونه هم توی بخشهای کدکننده و هم غیرکدکننده اتفاق بیفته و ویژگیهای ساختاری mRNA رو تغییر بده. با اینکه این ویرایش برای رشد و تکامل ضروریه، نقش دقیقش هنوز کاملا مشخص نشده.

سفر به خارج از هسته (Transport)

یکی دیگه از تفاوتهای بزرگ بین یوکاریوتها و پروکاریوتها، محل انجام رونویسی و ترجمه است. توی یوکاریوتها، این دو فرایند از هم جدا هستن: رونویسی توی هسته و ترجمه توی سیتوپلاسم. برای همین، mRNA بالغ باید از هسته به سیتوپلاسم صادر بشه. این فرایند میتونه توسط مسیرهای سیگنال‌دهی مختلفی تنظیم بشه. mRNAهای بالغ به خاطر تغییراتی که روشون انجام شده (مثل کلاهک و دم) شناسایی میشن و بعد با کمک پروتئینهای متصل شونده به کلاهک مثل CBP20 و CBP80 و همچنین کمپلکس رونویسی/صادرات (TREX) از طریق منافذ هسته‌ای به بیرون منتقل میشن.

توی سلولهای پیچیده‌تر، بعضی از mRNAها حتی به مقصدهای خاصی در داخل سلول منتقل میشن. مثلا توی سلولهای عصبی بالغ، بعضی mRNAها از تنه سلولی به سمت دندریتها فرستاده میشن. مثلا mRNA مربوط به پروتئین Arc/Arg3.1 در پاسخ به فعالیت سیناپسی تولید میشه و به طور انتخابی نزدیک سیناپسهای فعال میره. این mRNAها معمولا یه سری «کد پستی» یا “zip code” دارن که مقصد نهاییشون رو مشخص میکنه. حتی دیده شده که mRNAها میتونن از طریق ساختارهایی شبیه به نانولوله‌های تونلی بین سلولهای پستانداران جابجا بشن.

این در حالیه که توی پروکاریوتها، چون هسته مشخصی وجود نداره و همه چیز توی سیتوپلاسمه، mRNA نیازی به پردازش و انتقال نداره. برای همین، ترجمه توسط ریبوزوم میتونه بلافاصله بعد از پایان رونویسی شروع بشه. به همین خاطر میگن که توی پروکاریوتها، ترجمه و رونویسی به هم «جفت» یا coupled هستن و همزمان اتفاق میفتن.

انجام وظیفه: فرایند ترجمه (Translation)

وقتی mRNA بالغ به سیتوپلاسم میرسه، آماده است تا توسط ریبوزوم ترجمه بشه. ریبوزوم مثل یه کارگر ماهر، روی رشته mRNA حرکت میکنه و کد اون رو میخونه. اطلاعات ژنتیکی توی mRNA به صورت دنباله‌ای از نوکلئوتیدهاست که به صورت گروههای سه‌تایی به اسم «کدون» (codon) مرتب شدن.

هر کدون، کد مربوط به یه اسید آمینه خاصه. برای ترجمه این کدونها به اسید آمینه، دو نوع RNA دیگه هم لازمه:

• آران‌ای ناقل (tRNA): این مولکولها کدونها رو شناسایی میکنن و اسید آمینه مربوط به اون کدون رو با خودشون میارن.
• آران‌ای ریبوزومی (rRNA): این نوع RNA جز اصلی ماشین پروتئین‌سازی ریبوزومه.

ریبوزوم این کدونها رو یکی یکی میخونه و با کمک tRNA، اسیدهای آمینه رو مثل دانه‌های تسبیح به هم وصل میکنه تا یه زنجیره پروتئینی بلند بسازه. این فرایند ادامه پیدا میکنه تا ریبوزوم به یکی از کدونهای پایان (stop codon) برسه. کدونهای پایان، مثل UAG، UAA یا UGA، به ریبوزوم میگن که ساخت پروتئین تموم شده و باید زنجیره رو آزاد کنه.

بخشهای مختلف یک mRNA

یک مولکول mRNA بالغ فقط از بخش کدکننده تشکیل نشده. بخشهای دیگه‌ای هم داره که هر کدوم وظیفه خاصی دارن:

• ناحیه کدکننده (Coding Region): این همون بخشیه که از کدون شروع (معمولا AUG) شروع میشه و به کدون پایان ختم میشه و دستورالعمل ساخت پروتئین رو داره. این نواحی معمولا با جفت‌بازهای داخلی پایدار میشن تا از تخریبشون جلوگیری بشه.
• نواحی ترجمه نشده (UTRs): در دو سر mRNA، قبل از کدون شروع و بعد از کدون پایان، بخشهایی وجود دارن که ترجمه نمیشن. به اینها ناحیه ترجمه نشده ۵ پریم (۵′ UTR) و ناحیه ترجمه نشده ۳ پریم (۳′ UTR) میگن. این نواحی نقشهای مهمی توی پایداری mRNA، محل قرارگیریش در سلول و کارایی ترجمه دارن. مثلا پروتئینهایی که به این نواحی میچسبن، میتونن روی توانایی ریبوزوم برای اتصال به mRNA تاثیر بذارن و ترجمه رو کنترل کنن. همچنین فکر میکنن که محل قرارگیری mRNA در سیتوپلاسم توسط ۳′ UTR تعیین میشه.
• دم پلی-آ (Poly(A) Tail): همونطور که گفته شد، این دم بلند از نوکلئوتیدهای آدنین در انتهای ۳ پریم قرار داره و به صادرات از هسته، ترجمه و محافظت از mRNA کمک میکنه.

برنامه‌ریزی برای خودتخریبی: پایان زندگی mRNA

mRNA یه پیام‌رسان موقتیه. دستورالعملهاش باید به موقع از بین برن تا سلول بتونه تولید پروتئین رو کنترل کنه. هیچ سلولی نمیخواد همه پروتئینهای ژنومش رو به طور همزمان و بی‌وقفه تولید کنه. برای همین، mRNAها طوری طراحی شدن که خود به خود تخریب بشن، درست مثل یه پیام موقتی توی شبکه‌های اجتماعی.

ویژگیهای ساختاری mRNA (مثل حرف U در کد، شکل تک رشته‌ای، قند ریبوز و دنباله خاصش) باعث میشن که نیمه عمر کوتاهی داشته باشه. این ویژگیها به سلول اجازه میدن که پیام رو بخونه، به پروتئین ترجمه کنه و بعد به سرعت (از چند دقیقه تا چند ساعت) اون رو از بین ببره. وقتی دستورالعمل از بین رفت، تولید پروتئین متوقف میشه تا اینکه یه پیام جدید از راه برسه.

طول عمر mRNAها توی سلولهای مختلف متفاوته. توی سلولهای باکتریایی، یه mRNA ممکنه از چند ثانیه تا بیشتر از یک ساعت زنده بمونه، اما به طور متوسط طول عمرشون بین ۱ تا ۳ دقیقه است که خیلی کمتر از mRNA یوکاریوتیه. توی سلولهای پستانداران، طول عمر mRNA از چند دقیقه تا چند روز متغیره. هر چی پایداری یه mRNA بیشتر باشه، پروتئین بیشتری هم از روش ساخته میشه.

مکانیزمهای مختلفی برای تخریب mRNA وجود داره. مثلا توی یوکاریوتها، یه تعادل بین فرایندهای ترجمه و تخریب mRNA وجود داره. mRNAهایی که فعالانه در حال ترجمه هستن، توسط ریبوزومها و پروتئینهای دیگه محافظت میشن. دم پلی-آ به تدریج توسط آنزیمهای خاصی کوتاه میشه و این کار باعث میشه ساختار دایره‌ای mRNA از بین بره و در نهایت توسط کمپلکسهای تخریب‌کننده از بین بره. به این ترتیب، پیامهای غیرفعال سریعا حذف میشن، در حالی که پیامهای فعال دست نخورده باقی میمونن.

mRNA به عنوان دارو: از واکسن تا درمان

همین ویژگیهای mRNA بود که توجه توسعه‌دهندگان واکسن رو به خودش جلب کرد. از دهه ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، دانشمندها به این فکر افتادن که اگه بتونن یه توالی mRNA دستکاری شده رو به سلول برسونن، میتونن سلول رو وادار کنن که یه پروتئین خاص بسازه. این پروتئین میتونه مستقیما یه بیماری رو درمان کنه یا به عنوان یه واکسن عمل کنه.

اما چالشهای زیادی سر راه بود. اول اینکه توالیهای RNA به طور طبیعی بعد از آماده‌سازی به سرعت تخریب میشن. دوم اینکه ممکنه سیستم ایمنی بدن اونها رو به عنوان یه مهاجم شناسایی و بهشون حمله کنه. و سوم اینکه این مولکولها نمیتونن به راحتی از غشای سلول عبور کنن.

با وجود این چالشها، تحقیقات ادامه پیدا کرد. توی دهه ۱۹۹۰، واکسنهای mRNA برای سرطانهای شخصی‌سازی شده توسعه پیدا کردن. از دهه ۲۰۱۰، واکسنهای RNA و بقیه درمانهای مبتنی بر RNA به عنوان «دسته جدیدی از داروها» در نظر گرفته شدن. درمانهای مبتنی بر mRNA همچنان به عنوان روشی برای درمان سرطان و همچنین بیماریهای خودایمنی، متابولیک و التهابی تنفسی در حال بررسی هستن. حتی تکنولوژیهای ویرایش ژن مثل CRISPR هم میتونن از mRNA برای وادار کردن سلولها به ساخت پروتئین Cas مورد نظر بهره ببرن.

و در نهایت، با همه‌گیری کووید-۱۹، این تکنولوژی به اوج خودش رسید. اولین واکسنهای مبتنی بر mRNA، یعنی واکسنهای فایزر-بیوان‌تک و مدرنا، مجوز استفاده اضطراری گرفتن و در سراسر جهان توزیع شدن.

واکسنهای mRNA چطور کار میکنن؟

هدف همه واکسنها اینه که بدن رو برای مبارزه با مهاجمهای خارجی (مثل باکتریها و ویروسها) آماده کنن. بیشتر واکسنهای سنتی، یه نسخه ضعیف شده یا کشته شده از باکتری یا ویروس رو وارد بدن میکنن تا سیستم ایمنی رو تحریک کنن. اما واکسنهای mRNA این کار رو به روشی متفاوت و هوشمندانه انجام میدن.

واکسنهای mRNA به جای خود ویروس، فقط دستورالعمل ساخت یه قطعه بی‌خطر از اون رو به سلولهای ما میدن. این قطعه معمولا یه پروتئین کوچیکه که روی غشای خارجی ویروس پیدا میشه. مثلا توی واکسنهای کووید-۱۹، این قطعه همون «پروتئین اسپایک» (Spike Protein) معروفه که روی سطح ویروس کرونا قرار داره.

بیاین مراحل کار رو قدم به قدم ببینیم:

1. تزریق و ورود به سلول: واکسن mRNA معمولا توی عضله بازو تزریق میشه. بعد از تزریق، mRNA وارد سلولهای عضلانی میشه. خیلی مهمه بدونین که این mRNA وارد هسته سلول نمیشه و به هیچ وجه با DNA ما تماسی نداره و نمیتونه اون رو تغییر بده.
2. ساخت پروتئین ویروسی: وقتی mRNA وارد سلول شد، ماشین‌آلات پروتئین‌سازی سلول (ریبوزومها) از روی این دستورالعمل، شروع به ساختن نسخه‌هایی از اون پروتئین بی‌خطر ویروسی (مثلا پروتئین اسپایک) میکنن.
3. نابودی mRNA: بعد از اینکه سلولها ساخت پروتئین رو تموم کردن، خیلی سریع اون مولکول mRNA رو تجزیه میکنن و از بین میبرن. یعنی دستورالعمل موقتی بوده و حالا کارش تموم شده.
4. پاسخ سیستم ایمنی: حالا سلولهای ما اون قطعه پروتئین ویروسی رو روی سطح خودشون به نمایش میذارن. سیستم ایمنی بدن متوجه میشه که این پروتئین یه چیز غریبه است و به اونجا تعلق نداره. اینجاست که سیستم ایمنی فعال میشه و فکر میکنه یه عفونت واقعی اتفاق افتاده.
5. تولید آنتی‌بادی و سلولهای حافظه: سیستم ایمنی شروع به تولید پروتئینهای تخصصی به اسم «آنتی‌بادی» میکنه. آنتی‌بادیها مثل سربازهایی هستن که ویروسها رو شناسایی میکنن، بهشون میچسبن و اونها رو برای نابودی علامت‌گذاری میکنن. علاوه بر این، بدن یه سری سلولهای حافظه به اسم «لنفوسیتهای T» و «لنفوسیتهای B» هم تولید میکنه که یاد میگیرن چطور در آینده با این ویروس بجنگن.
6. ایمنی طولانی مدت: بعد از اینکه بدن از شر اون پروتئینها خلاص شد، آنتی‌بادیها و سلولهای حافظه توی بدن باقی میمونن. حالا اگه در آینده، شخص با ویروس واقعی روبرو بشه، سیستم ایمنی به سرعت اون رو شناسایی میکنه. آنتی‌بادیها فورا بهش میچسبن و قبل از اینکه ویروس بتونه باعث بیماری جدی بشه، اون رو برای نابودی علامت‌گذاری میکنن.

مزیت بزرگ این روش اینه که بدن بدون اینکه در معرض خود ویروس قرار بگیره و خطر بیماری جدی رو به جون بخره، در برابرش ایمن میشه. علائمی مثل تب یا بدن درد که بعضی‌ها بعد از واکسن تجربه میکنن، نشانه‌های طبیعی هستن که نشون میده بدن داره ایمنی ایجاد میکنه.

داستان پر فراز و نشیب توسعه واکسنهای mRNA

با اینکه واکسنهای mRNA توی همه‌گیری کووید-۱۹ به شهرت رسیدن، اما تاریخچه تحقیق روی اونها به دهه‌ها قبل برمیگرده.

• دهه ۱۹۶۰: کشف مولکول mRNA.
• دهه ۱۹۷۰: شروع تحقیقات در مورد چگونگی رسوندن mRNA به داخل سلولها.
• دهه ۱۹۹۰: اولین واکسن mRNA آنفولانزا روی موشها آزمایش شد.

اما یه فاصله زمانی بزرگ بین این آزمایشها و اولین آزمایش روی انسان وجود داشت. بزرگترین چالش این بود که mRNA خیلی ناپایدار بود و بدن به سرعت اون رو قبل از اینکه بتونه پیامش رو برسونه، تخریب میکرد.

راه حل از دنیای نانوتکنولوژی اومد: دانشمندها تونستن قطرات چربی خیلی کوچیکی به اسم «نانوذرات لیپیدی» (LNP) بسازن که مثل یه حباب، mRNA رو در بر میگرفتن. این پوشش چرب، هم از mRNA محافظت میکرد و هم بهش اجازه میداد که وارد سلول بشه. وقتی وارد سلول میشد، mRNA میتونست پیامش رو به ریبوزومها برسونه و پروتئین مورد نظر (مثل پروتئین اسپایک) ساخته بشه.

با حل این مشکل، اولین واکسنهای mRNA که از این پوششهای چرب استفاده میکردن، برای ویروس کشنده ابولا ساخته شدن. اما چون این ویروس فقط توی چند کشور آفریقایی پیدا میشد، توسعه تجاری اون توی آمریکا اتفاق نیفتاد.

و بعد کووید-۱۹ از راه رسید…

همه‌گیری کووید-۱۹ باعث شد که سرمایه‌گذاری عظیمی توی این زمینه انجام بشه و دهها واکسن بالقوه علیه ویروس SARS-CoV-2 ساخته بشه. بعضی از این واکسنها از روشهای سنتی استفاده میکردن، اما به لطف دهه‌ها تحقیق و نوآوری، تکنولوژی واکسن mRNA آماده بود تا خودش رو نشون بده. این تکنولوژی در نهایت بسیار ایمن و موثر ظاهر شد و واکسن کووید-۱۹ فایزر اولین محصول mRNA بود که تاییدیه کامل FDA رو در آمریکا گرفت.

تایید و نظارت بر واکسنها

مثل همه واکسنها در آمریکا، واکسنهای mRNA هم قبل از استفاده باید از سازمان غذا و دارو (FDA) مجوز یا تاییدیه بگیرن. این فرایند شامل مراحل دقیقی میشه:

• توسعه در آزمایشگاه: دانشمندها سالها روی توسعه واکسن علیه کروناویروسهایی مثل سارس و مرس کار کرده بودن. دانشی که از این تحقیقات به دست اومده بود، به تسریع توسعه اولیه واکسنهای فعلی کووید-۱۹ کمک کرد.
• آزمایشهای بالینی: واکسنها سه مرحله آزمایش بالینی رو طی میکنن تا ایمنی و اثربخشیشون تایید بشه. توی این آزمایشها ده‌ها هزار داوطلب از سنین، نژادها و قومیتهای مختلف شرکت کردن.
• مجوز یا تاییدیه FDA: در ابتدا، FDA به این واکسنها «مجوز استفاده اضطراری» (EUA) داد تا بتونن به سرعت توزیع بشن، اما با همون استانداردهای ایمنی بالا. بعدا، FDA با بررسی شواهد بیشتر، به بعضی از این واکسنها تاییدیه کامل داد.
• توصیه‌های واکسن: بعد از تایید FDA، کمیته مشورتی شیوه‌های ایمن‌سازی (ACIP) و مرکز کنترل و پیشگیری از بیماریها (CDC) همه داده‌های موجود رو بررسی میکنن تا توصیه کنن چه کسانی باید واکسن رو دریافت کنن.
• نظارت مداوم: حتی بعد از توزیع، صدها میلیون نفر در آمریکا تحت شدیدترین نظارت ایمنی در تاریخ این کشور واکسن کووید-۱۹ رو دریافت کردن و سیستمهای نظارتی متعددی همچنان نتایج رو دنبال میکنن تا از ایمنی واکسنها مطمئن بشن.

این فرایند نشون میده که با وجود سرعت بالای تولید، هیچ مرحله‌ای برای اطمینان از ایمنی و اثربخشی واکسنها نادیده گرفته نشده.

آینده تکنولوژی mRNA: فراتر از واکسنهای همه‌گیر

موفقیت واکسنهای mRNA در برابر کووید-۱۹، درهای جدیدی رو به روی دنیای پزشکی باز کرده. این تکنولوژی پتانسیل‌های هیجان‌انگیزی برای درمان و پیشگیری از بیماریهای دیگه داره.

• مبارزه با سرطان: یکی از هیجان‌انگیزترین زمینه‌ها، استفاده از mRNA برای درمان سرطانه. دانشمندها امیدوارن که در آینده بتونن از واکسنهای mRNA برای آموزش دادن به سیستم ایمنی بدن استفاده کنن تا سلولهای سرطانی رو هدف قرار بده. حتی میشه این واکسنها رو برای هر بیمار «شخصی‌سازی» کرد تا به طور خاص با پروفایل منحصر به فرد سرطان اون فرد مبارزه کنن. دولت بریتانیا با شرکت بیوان‌تک برای اجرای آزمایشهای بالینی واکسنهای سرطانی mRNA شخصی‌سازی شده همکاری کرده و مدرنا هم چندین واکسن سرطان در دست توسعه داره.
• مقابله با ویروسهای دیگر: شرکتهای سازنده واکسن در حال حاضر دارن واکسنهای mRNA برای محافظت در برابر ویروسهای تنفسی دیگه مثل آنفولانزا رو توسعه میدن. مدرنا همچنین در حال بررسی کاربردهای این تکنولوژی برای محافظت در برابر HIV هست.
• درمان بیماریهای نادر: از اونجایی که میشه mRNA رو برای تولید هر پروتئینی طراحی کرد، این تکنولوژی میتونه برای درمان بیماریهای نادری که به خاطر کمبود یا نقص یه پروتئین خاص به وجود میان، استفاده بشه.

مزایای اصلی این تکنولوژی، سرعت، مقیاس‌پذیری و سازگاری بالاشه. واکسنهای mRNA رو میشه خیلی سریعتر از واکسنهای سنتی طراحی و تولید کرد. این ویژگی برای مقابله با ویروسهایی که به سرعت تغییر میکنن یا در زمان یه همه‌گیری جدید، حیاتیه. میشه با تغییر دادن کد mRNA، اونها رو به سرعت برای بیماریهای مختلف یا حتی سویه‌های جدید یه بیماری، به‌روزرسانی کرد. این یه دوره جدید برای تکنولوژی و تولید واکسنه که نتیجه پیشرفت علمی و دهه‌ها تحقیقه.