mRNA vaccins op weg naar blijvende glorie?

In de wedloop naar een vaccin tegen covid-19 kregen twee producten met een comfortabele voorsprong toestemming van het EMA. Het zijn allebei mRNA-vaccins, die op een onverhoopte doeltreffendheid van 95% kunnen bogen. Zal het mRNA-platform de oudere vaccintechnologie verdringen?

27 januari 2021

Voor velen kwam het concept van het mRNA-vaccin deze lente plots in beeld, toen de eerste publicaties over vaccinatie tegen covid-19 verschenen. Maar het fundamenteel onderzoek worstelt al zowat 30 jaar met het ontwikkelen ervan.

Op papier is het nochtans 'simpel'. Het mRNA van een krachtig antigeen wordt ingespoten. Cellen van het lichaam nemen het op en maken het overeenkomstige eiwit aan. Het lichaamsvreemde eiwit prikkelt het immuunsysteem, dat de immuunrespons op gang brengt.

Taai obstakel

Een taai obstakel bleef echter lange tijd het ontwikkelingsproces stokken in de wielen steken: het verpakken van het mRNA. Het 'naakte' mRNA is immers niet stabiel in het lichaam, omdat het onmiddellijk wordt afgebroken door ribonucleasen, die overal in het lichaam aanwezig zijn, ook in de extracellulaire ruimte. Het probleem raakte opgelost rond 2012. Men herbergde het mRNA in vetsfeertjes, de lipide nanodeeltjes (lipid nanoparticles, LNP), die het transport naar de cel tot een goed einde brachten.

Toch bleven investeerders terughoudend. Het aanmaken van een mRNA-vaccin valt duur uit. Niemand waagde de sprong. Begin 2020 waren slechts een twaalftal mRNA- vaccins in studies bij mensen toegediend, en verdere stappen bleven uit.

IJltempo

Tot het SARS-CoV-2 toesloeg. Toen trad plots een onschatbare troef van het mRNA-vaccin naar voren: de snelheid waarmee men het kan aanmaken. Men hoeft 'maar' de juiste genetische sequens van het pathogeen te oogsten, ze onder te brengen in een DNA-molecule, en de synthese van mRNA op gang te laten komen. Bij Moderna, bijvoorbeeld, was dat geregeld vier dagen nadat het genoom van het SARS-CoV-2 ontcijferd werd.

In theorie zou het zo kunnen lopen met gelijk welk vaccin, in een tempo waarmee de klassieke vaccinplatforms niet kunnen wedijveren. Eén van de mogelijke toepassingen is het universele griepvaccin. In plaats van één mRNA-molecule, kan men er verschillende in een nanodeeltje aanbrengen. Momenteel moeten experts maanden vóór het griepseizoen de stammen selecteren waartegen het vaccin zal ontwikkeld worden. Daarna volgt een lange ontwikkelingsfase. Het ontwikkelde vaccin dekt niet altijd even goed de circulerende stammen af, waardoor het maar zelden een doeltreffendheid hoger dan 60% heeft.

In de VS zijn onderzoekers bezig met het ontwerpen van een mRNA-griepvaccin dat twaalf verschillende mRNA- ketens bevat, voorlopig tegen drie types griepvirussen. De hoop leeft dat hiermee uiteindelijk de jaarlijkse griepvaccinatie kan vermeden worden.

Er wordt ook gekeken in de richting van andere ziektekiemen die al enige tijd een kat-en-muisspel spelen met de vaccinatie, zoals het hiv. Het idee is hier andermaal: breed schieten, om het virus dan uiteindelijk toch in het nauw te drijven. En met mRNA-vaccins zou dat beter dan ooit moeten lukken.

Van twee naar één

Ondanks die beloftevolle gegevens vrezen experts dat de piste van de mRNA-vaccins een stukje verlaten zal worden zodra de corona-epidemie onder controle gebracht is. Voorlopig hebben de mRNA-vaccins immers toch een paar zwakke kantjes. Eén daarvan is de nood aan zeer koude of ultrakoude temperaturen voor de bewaring. Onderzoeksgroepen melden dat een oplossing in zicht is. Ze zullen het mRNA zodanig verpakken dat het zich op koelkasttemperatuur handhaaft.

Er zijn nog meer struikelblokken. De huidige mRNA-vaccins zijn op hun doeltreffendheid getest aan de hand van twee dosissen. Nu bereiken ze misschien al een mooie bescherming met één enkele dosis, maar de beste resultaten zijn toch maar gebaseerd op een tweede prikje. En: mensen halen soms al hun neus op voor één dosis, laat staan voor twee.

Ook daaraan wordt gewerkt. Een mogelijke oplossing ligt bij het plaatsen van een huidpleister met zeer kleine naaldjes, die het vaccin stukje bij beetje in het lichaam laten doordringen. Deze geleidelijke toediening kan tegemoetkomen aan de bijwerkingen van het vaccin. Met het Moderna-vaccin, bijvoorbeeld, hebben mensen meer systemische bijwerkingen dan met andere vaccins. Het gaat vooral om vermoeidheid en spierpijn.

De opgetekende reacties zijn mogelijk te wijten aan onzuiverheden in het vaccin zelf en in de nanopartikels. Dat verklaart waarom er bij het ontwikkelen van de huidige mRNA-vaccins geopteerd werd voor twee lagere dosissen in plaats van één hogere, zodat de ongemakken binnen de perken blijven.

Er bestaat echter een optie om ervoor te zorgen dat één enkele dosis krachtiger wordt: het zelf-amplificerende RNA. Hierbij wordt de mRNA-streng gekoppeld aan een replicase-gen. Replicase is een enzym eigen aan RNA-virussen dat de replicatie van RNA vanuit RNA tot stand brengt. Een onbekend proces voor onze cellen, die alleen RNA aanmaken vanuit DNA. Dankzij de replicase-boost zou men het schema in twee dosissen tot één dosis kunnen terugbrengen. Nog altijd niet overtuigd, beste geldschieters?