W jaki sposób szczepionki mRNA zmieniają odkrywanie leków?

By | June 3, 2020

Szczepionki mRNA rozwijają się bardzo szybko dzięki dziesiątkom trwających badań klinicznych nad nowotworami lub chorobami zakaźnymi (np. HIV lub ostatnio SARS-Cov-2). Leczenie oparte na rekombinowanym monoklonalnym przeciwciele (mAB) dowiodło swojej skuteczności. Niemniej jednak naukowcy rozważają obecnie wykorzystanie technologii informacyjnego RNA (mRNA) do opracowania szczepionek profilaktycznych i terapeutycznych.

Badania przedkliniczne i kliniczne wykazały, że szczepionki mRNA zapewniają bezpieczną i długotrwałą odpowiedź immunologiczną. Te szczepionki są obecnie wyraźnie uważane za skuteczne podejście do opracowywania szczepionek profilaktycznych, ale także terapeutycznych w walce z czynnikami zakaźnymi (np. COVID-19 z mRNA-12173 Moderny i kandydatami na szczepionkę BNT162 firmy BioNTech lub przeciwko komórkom rakowym poprzez ekspresję antygenów związanych z nowotworem. może również kodować lekkie i ciężkie łańcuchy szeroko neutralizującego przeciwciała przeciwko wirusowi.

Te nowe podmioty biologiczne (NBE) mają kilka zalet w porównaniu z konwencjonalnymi lekami:

Szybka i elastyczna konstrukcja
Koszt i szybkość produkcji
Kontrolowany administrator root…
Zapewniają zatem realistyczne i praktyczne podejście do spersonalizowanej medycyny. Znaczący krok naprzód zrobił BioNTech w 2016 r., Wprowadzając pierwszą skuteczną szczepionkę mRNA przeciwko nowotworom skóry (Nature, czerwiec 2016 r., Doi: 10.1038 / nature18300). Autorzy dostarczyli mRNA kodujący specyficzne białka komórek rakowych do komórek prezentujących antygen (APC) w narządach limfoidalnych, aby wywołać specyficzną odpowiedź immunologiczną organizmu pacjenta na komórki rakowe. Rok później autorzy poszli dalej z koncepcją zindywidualizowanych szczepionek mutanomowych, które są terapiami opartymi na RNA w celu zwiększenia odporności na spektrum mutacji nowotworowych (Nature, lipiec 2017 r., Doi: 10.1038 / nature23003).

Zastosowanie mRNA w odkrywaniu leków jest mniej ograniczone niż w przeszłości, gdy różne przeszkody ograniczały ich użycie (np. Niestabilność wewnątrz komórek, wysoka wrodzona immunogenność z uwalnianiem zespołu cytokiny (zwana również „burzą cytokiny”), dostarczanie in vivo…) . Z praktycznego punktu widzenia wytwarzanie odpowiedniej ilości mRNA nie było również łatwe. Wymagany był również pewien poziom wiedzy specjalistycznej, wyjaśniający, dlaczego terapie oparte na DNA i białkach są preferowane.

Na szczęście przełomy technologiczne i postęp w chemii zmieniły krajobraz.

Ostatnie oznaki postępu w zakresie skutecznego odkrywania leków opartych na RNA

Bardziej aktywny eGFP z CleanCap (po prawej) vs ARCA (po lewej)
Zabezpieczenie i stabilność
Ochrona mRNA zależy w szczególności od struktury ograniczającej w 5 ‘. Metoda ARCA jest klasyczna i popularna. Zapewnia strukturę CAP0, która jest „całkiem dobrą” metodą ochrony RNA. Niemniej jednak skuteczność ograniczania wynosi tylko około 60–70%.

TriLink opracował zmodyfikowany mRNA z innym rodzajem odczynników o nazwie CleanCap. Wydajność ograniczania jest znacznie lepsza (> 90%). Struktura to CAP1. Odpowiada naturalnej strukturze, którą możemy znaleźć w komórkach. Poprawiono także tłumaczenie, zapewniając więcej białka, a tym samym więcej funkcji.

Ograniczenie wydajności – CleanCap vs ARCA
Znaczne zmniejszenie immunogenności
Standardem do uzyskania wysokiej redukcji immunogenności mRNA jest oczyszczenie metodą HPLC. Niestety wymaga dużej objętości i jest kosztowne.

Kilka chemicznych modyfikacji nukleozydów (takich jak pseudourydyna (Ψ), 5-metylocytydyna (5 mC)) może uniknąć rozpoznania mRNA przez czujniki wrodzonych czujników odpornościowych, zmniejszając w ten sposób nadmierne prozapalne uwalnianie cytokin. Równolegle struktura CAP-1 i zoptymalizowane kodony poprawiają wydajność tłumaczenia.

TriLink oferuje bezlicencyjną modyfikację 5moU, która okazała się równie skuteczna jak oczyszczanie HPLC. I w rzeczywistości dodanie oczyszczania HPLC do zmodyfikowanego 5 mU mRNA dodatkowo zmniejsza odpowiedź immunologiczną komórek. Zatem zmodyfikowany 5 mU mRNA jest lepiej akceptowany przez komórki, nie ulega natychmiastowej degradacji i zapewnia więcej białka, jak pokazano poniżej z mRNA eGFP.

Fluorescencja eGFP do komórek transfekowanych zmodyfikowanym mRNA
Dowiedz się więcej o CleanCap tutaj
Monitorowanie wewnętrznych odpowiedzi immunologicznych podczas opracowywania szczepionki mRNA

Technologia kwantyfikacji multipleksów Quansys dostępna jako usługi laboratoryjne w tebu-bio
Aby monitorować wrodzoną odpowiedź immunologiczną z próbki krwi (osocza, surowicy) lub supernatantu z hodowli komórkowej, idealnym rozwiązaniem jest multipleksowy test ELISA o wysokiej czułości.

Aby zapewnić bardziej czułą i powtarzalną analizę, zaleciłbym technologię Quansys do jednoczesnego oznaczania 16 zapalnych cytokin w jednej próbce: Uwalnianie ludzkich cytokin (16 pleksów).

Quansys tebu-bio uwalnianie cytokiny przez człowieka
Panel zespołu uwalniania ludzkich cytokin z uwalnianiem ludzkich cytokin (16 pleksów)
Jeśli jesteś zainteresowany monitorowaniem zapalnych cytokin i IFNS, możesz rzucić okiem na następujący post „Jak monitorować zapalne cytokiny w odkrywaniu leków przeciw COVID”. Co ciekawe, wszystkie tablice profilowania, multipleksowe kwantyfikacje lub testy ELISA są dostępne jako gotowe zestawy testowe lub usługi laboratoryjne.

Dowiedz się więcej o profilowaniu cytokin zapalnych
i usługi kwantyfikacji
Optymalizacja dostarczania leków
Dostarczenie mRNA pozostaje głównym wyzwaniem. Obecnie istnieją rozwiązania od nagiego RNA do mRNA skompleksowanego z lipidami kationowymi, cholesterolem i lipidami PEG. Znajdujemy również nanocząsteczki oparte na lipidach, w tym zastosowanie 1,2-dioleoilo-sn-glicero-3-fosfoetanoloaminy (DOPE). Kilka firm biotechnologicznych rozwinęło swoje specjalizacje i wiedzę specjalistyczną w zakresie tego konkretnego leku. W rzeczywistości każdy projekt potrzebuje dedykowanej odpowiedzi.

Zatem najlepszym sposobem na pomoc w badaniach w tej dziedzinie jest z pewnością zapewnienie gotowego do użycia kontrolnego mRNA, takiego jak mRNA kodujący eGFP lub mRNA kodujący lucyferazę.

Ekspert produkcji mRNA
Możemy teraz zapewnić optymalizację kodonów, opartą na U-wyczerpaniu, w celu zapewnienia najlepiej mRNA o najlepszym pułapie. Biorąc pod uwagę obniżenie U, strukturę CleanCap CAP1, optymalizację ogonów UTR i poliA, a nawet modyfikację 5moU, sprawia, że ​​kontrolne mRNA jest najbardziej niezawodnym narzędziem do badań dostarczania. Co ciekawe, jest znacznie bardziej odtwarzalny i oszczędza czas niż domowe partie z zastosowaniem metody ARCA lub enzymatycznej. Możesz więc skoncentrować swoje działania na rozwoju nanocząstek.

Ponieważ produkcja mRNA nie jest łatwym i bezpośrednim zadaniem, nasze laboratoria oferują niestandardowe produkcje. Niestandardowe mRNA korzysta z tych samych optymalizacji, co kontrolny mRNA CleanCap, w celu kontynuacji projektu dostarczania leku do kodowanego białka będącego przedmiotem zainteresowania. Usługi te zapewniają wydajne, proste i łatwe źródło solidnego mRNA o wysokiej wydajności, a wszystko to dla Twojego spokoju ducha. Jest kompatybilny z trudnymi projektami, takimi jak projekty z długim mRNA do 15k zasad.