Che cos'è un vaccino a mRNA
Il vaccino mRNA trasferisce l'RNA alle cellule del corpo per esprimere e produrre antigeni proteici dopo modifiche rilevanti in vitro, portando così il corpo a produrre una risposta immunitaria contro l'antigene, espandendo così la capacità immunitaria del corpo[1,3].
Figura 1: Diagramma schematico dell'effetto dell'iniezione diretta del vaccino a mRNA [2]
Classificazione dei vaccini mRNA
I vaccini a mRNA si dividono in due tipi:non replicantemRNA eautoamplificantemRNA: l'mRNA autoamplificante non solo codifica l'antigene bersaglio, ma codifica anche la replicazione che consente l'amplificazione intracellulare dell'RNA e il meccanismo di espressione proteica.I vaccini mRNA non replicanti codificano solo antigeni bersaglio e contengono regioni 5' e 3' non tradotte (UTR).Forniscono una stimolazione completa dell'adattabilità e dell'immunità innata, vale a dire l'espressione dell'antigene in situ e la trasmissione del segnale di pericolo, e hanno le seguenti applicazioni Caratteristiche[2,3]
●Può fornire una stimolazione completa dell'adattabilità e dell'immunità innata, vale a dire l'espressione dell'antigene in situ e la trasmissione del segnale di pericolo
●Può indurre una risposta immunitaria "equilibrata", inclusi effettori umorali e cellulari e memoria immunitaria
●Può combinare diversi antigeni senza aumentare la complessità della formulazione del vaccino
●Il miglioramento continuo del potenziale immunitario può essere ottenuto attraverso la vaccinazione ripetuta e la risposta immunitaria nei confronti del portatore è assente o scarsa
●I vaccini a mRNA stabili al calore possono semplificare il trasporto e la conservazione dei vaccini
Figura 2: Diagramma schematico del vaccino mRNA e del suo meccanismo di espressione dell'antigene [4]
Caratteristiche dei vaccini a mRNA
Rispetto ai vaccini tradizionali, i vaccini a mRNA hanno processi di produzione semplici, rapide velocità di sviluppo, non necessitano di colture cellulari e basso costo.Rispetto ai vaccini a DNA, i vaccini a mRNA non hanno bisogno di entrare nel nucleo e non vi è alcun rischio di integrazione nel genoma dell'ospite.L'emivita può essere regolata mediante modifica.
Tabella 1: Vantaggi e svantaggi dei vaccini a mRNA
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| Vantaggio | Discordanza |
| Vaccino a mRNA | Ricerca e sviluppo rapidi, la produzione di vaccini richiede solo 40 giorni | Attiva una risposta immunitaria non necessaria
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| instabilità dell'mRNA in condizioni fisiologiche, facile da degradare | Non si integrerà nel genoma per evitare possibili mutazioni terapeutiche
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| Non c'è bisogno di alcun segnale di localizzazione nucleare, trascrizione | Resta da verificare l'efficacia della sicurezza nucleare
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Figura 3: Diagramma di flusso della produzione e preparazione del vaccino mRNA [4]
Kit di isolamento dell'RNA virale Foregene
RT-qPCR Facile (un passaggio)
Strategie migliorate per la preparazione di vaccini a mRNA
A causa della scarsa stabilità dell'mRNA stesso, della facile degradazione da parte delle nucleasi nei tessuti, della bassa efficienza di ingresso cellulare e della bassa efficienza di traduzione, questi difetti limitano l'applicazione dei vaccini mRNA.Anche l'efficienza della traduzione gioca un ruolo molto critico.I veicoli di consegna possono essere suddivisi in vettori virali e vettori non virali (inclusi liposomi, non liposomi, virus, nanoparticelle, ecc.).Pertanto, sono necessarie misure di miglioramento pertinenti.Quella che segue è una strategia di miglioramento farmacologico per la preparazione dell'mRNA[2]
1 Sintetizzare gli analoghi del cappuccio o utilizzare gli enzimi del cappuccio per stabilizzare l'mRNA e aumentare la traduzione delle proteine legandosi al fattore di inizio della traduzione eucariotica 4E (EIF4E)
2 Regolare gli elementi nella regione 5′-non tradotta (UTR) e 3′-UTR per stabilizzare l'mRNA e aumentare la traduzione delle proteine
3 L'aggiunta di coda Poly(A) può stabilizzare l'mRNA e aumentare la traduzione proteica
4 Nucleosidi modificati per ridurre l'attivazione immunitaria innata e aumentare la traduzione
5 Il trattamento con RNasi III e la purificazione con cromatografia liquida proteica rapida (FPLC) possono ridurre l'attivazione immunitaria e aumentare la traduzione
6 Ottimizza sequenze o codoni per aumentare la traduzione
7 Fornitura congiunta di fattori di inizio della traduzione e altri metodi per modificare la traduzione e l'immunogenicità
Figura 4: Produzione di mRNA di trascrizione in vitro (IVT) e processo di assemblaggio [5]
Preparazione su larga scala del DNA plasmidico
La purificazione del DNA plasmidico rimuove principalmente contaminanti come RNA, endotossina del DNA a cerchio aperto, proteina ospite e acido nucleico ospite e di solito trasforma il plasmide ricombinante in E. coli.E. coli subisce una fermentazione ad alta densità, quindi separazione solido-liquido e raccolta di E. coli.L'E. coli viene quindi sottoposto a lisi alcalina, separazione solido-liquido centrifuga e chiarificazione per microfiltrazione dopo la lisi, ultrafiltrazione e concentrazione dopo la chiarificazione e quindi purificazione cromatografica.
Purificazione del DNA plasmidico:
Foregene General Plasmid Mini Kit
【1】苗鹤凡, 郭勇, 江新香.mRNA疫苗研究进展及挑战[J].杂杂免疫学杂志, 2016(05):446-449.
【2】Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, et al.Vaccini a mRNA: una nuova era nella vaccinologia[J].Nature Reviews Drug Discovery, 2018.
【3】Kramps T., Elbers K. (2017) Introduzione ai vaccini a RNA.In: Kramps T., Elbers K. (a cura di) RNA Vaccines.Metodi in Biologia Molecolare, vol 1499. Humana Press, New York, NY.
【4】Maruggi G, Zhang C, Li J, et al.mRNA come tecnologia trasformativa per lo sviluppo di vaccini per il controllo delle malattie infettive[J].Terapia molecolare, 2019.
【5】Sergio Linares-Fernández, Céline Lacroix, ,Personalizzazione del vaccino mRNA per bilanciare la risposta immunitaria innata/adattativa,Trends in Molecular Medicine,Volume 26, Issue 3,2020,Pages 311-323.
Tempo di pubblicazione: agosto-05-2021
