Tiedetoimittaja Mari Heikkilän kanssa Tulevaisuuden lääketiedettä -podcastissa keskustelevat koronarokotteista Helsingin yliopiston virologian professori Kalle Saksela ja Itä-Suomen yliopiston molekyylilääketieteen professori Seppo Ylä-Herttuala, jotka myös kehittävät Suomessa uutta koronarokotetta. Osa 1/2: Miten geenirokotteet toimivat? Entä miten käy, kun virus muuntuu? Koronarokote-podcastin jatko-osa (2/2) ilmestyy viikolla 9.
Kuuntele jakso täältä:
Kuunneltavissa myös Spotifyssä, Apple Podcasteissa ja Youtubessa.
Käyttöön tulleet koronarokotteet, kuten Modernan, Pfizer-Biontechin, AstraZenecan rokotteeet, ovat geenirokotteita. Miten niiden vaikutusmekanismi poikkeaa perinteisistä rokotteista?
Professori Kalle Sakselan mukaan perustavaa laatua oleva ero on siinä, että geenirokotteissa ihmisen puolutusjärjestelmän aktivoivat virusproteiinit tuotetaan rokotteen saajan omissa soluissa.
”Tämä on ero verrattuna perinteisiin rokotteisiin, joissa elimistöön ruiskutetaan passiivisesti esimerkiksi virusproteiineja tai heikennettyjä viruksia.”
Virusproteiinit tuotetaan ihmisen omissa soluissa.
Geenirokotteen etuna on, että kun immuunivasteen aiheuttavaa virusproteiinia tuotetaan suoraan paikan päällä soluissa, niitä myös esitellään solujen pinnalla aktiivisesti. Tällä tavoin puolustusjärjestelmä saadaan todennäköisesti tehokkaammin reagoimaan kuin perinteisissä rokotteissa.
”Perinteisiin rokotteisiin joudutaan tyypillisesti lisäämään jotain adjuvantteja eli lisätehosteita, jotta immuunijärjestelmä saadaan reagoimaan”, Saksela kertoo.
Lisätehosteet voivat aiheuttaa myös riskejä. Moni muistaa, että sikainfluenssarokotuksissa tietyt adjuvantit laukaisivat narkolepsiatapauksia. Geenirokotteissa adjuvantteja ei tarvita.
Solut tuottavat rokoteainetta useita päiviä
Käytännössä geenirokote sisältää viruksen tiettyjen piikkiproteiinien valmistusohjeet lähetti-rna- tai dna-muodossa. Kun rokoteainetta pistetään käsivarren lihakseen, se kulkeutuu lihassolujen sisälle ja ne alkavat tuottamaan rna/dna-ohjeen mukaista virusproteiinia. Tämä herättää immuunivasteen.
”Geenirokoteen hyvä puoli on se, että geeninsiirtomenetelmästä riippuen solut tuottavat useita päiviä tai jopa viikkoja viruksen piikkiproteiinia. Näin voisi ajatella, että saavutetaan tehokkaampi immuunivaste. Perinteisissä rokotteissa sinne pistetään kerralla annos heikennettyä virusta tai viruksen proteiinia. Ne tuhoutuvat väistämättä aika nopeasti”, kertoo professori Seppo Ylä-Herttuala.
Ihmisestä ei tule muuntogeenistä.
Tuleeko ihmisestä muuntogeeninen, kun lihassoluihin siirretään vierasta RNA:ta tai DNA:ta?
”Ei tule. Siirtogeeni ei yhdisty meidän solujemme perimään eli genomiin. Perimäainekseen ei kosketa näillä menetelmillä.”
DNA-rokotteissa matkitaan virusta itseään
Modernan ja Pfizerin rokotteissa lihassoluihin siirretään rasvapalluran suojissa valmista lähetti-rna:ta. Solut ryhtyvät välittömästi tuottamaan ohjeen mukaista virusproteiinia proteiinitehtaassaan. Tämä on tehokasta, mutta toisaalta rna on elimistössä hyvin herkästi ja nopeasti hajoavaa — eli haasteena on saada lähetti-rna ehjänä perille soluihin. Rasvakuori on yksi keino suojata rna:ta, mutta myös erilaisia nanokuljettimia on kehitteillä.
Dna-rokotteissa, kuten AstraZenecan rokote, virusproteiinin dna-valmistusohjeen on päästävä solun tumaan, jotta siitä voidaan ensin valmistaa lähetti-rna:ta. Sen jälkeen lähetti-rna kuljetetaan proteiinitehtaaseen ja varsinainen virusproteiinien valmistus voi alkaa — eli prosessissa on enemmän vaiheita.
Käytännössä dna:n kuljettamisessa soluihin matkitaan luonnon tehokasta omaa mekanismia: viruksia. Virusproteiinien valmistusohjeet kuljetetaan siis soluihin samalla tavoin kuin oikeassa koronavirusinfektiossa, mutta tässä tapauksessa itse kuljettajavirus on vaaraton. Kyseessä on adenovirus, joka on muokattu harmittomaksi.
Mitään reikää ei synny siihen kohtaan elimistössä, johon on rokotettu.
”Olemme tehneet nämä viruskuljettimet sellaisiksi, että ne eivät voi itse lisääntyä elimistössä. Niistä on poistettu keskeiset osat genomia, joka vaadittaisiin siihen, että virukset pystyisivät tuottamaan kopioita itsestään”, Ylä-Herttuala kertoo.
Etuna dna-rokotteissa rna-rokotteisiin verrattuna on, että vaikutus kestää pidempään eli solut tuottavat todennäköisesti kauemmin viruksen piikkiproteiineja.
Mutta miten käy geenisiirron saaneille käsivarren lihassoluille, kun ne ovat aikansa tuottaneet viruksen piikkiproteiineja?
Seppo Ylä-Herttualan mukaan niille käy samoin kuin tavallisessa virusinfektiossa tartunnan saaneille soluille: todennäköisesti elimistön T-solut aktivoituvat ja ne tuhotaan. Tämä ei kuitenkaan aiheuta ongelmia, sillä kyse on suhteellisen pienestä määrästä lihassoluja.
”Elimistössä soluja kuolee jatkuvasti ja solut uusiutuvat. Iho, lihaskudos ja limakalvot ovat sellaisia, että ne uusiutuvat hyvinkin nopeassa tahdissa läpi koko elämän. Mitään reikää ei synny siihen kohtaan elimistössä, johon on rokotettu.”
Geeninsiirtoja on käytetty ihmisillä lähes vuosikymmenen ajan
Vaikka koronapandemian myötä on tullut ensimmäinen kerta, kun geenirokotteet leviävät laajasti käyttöön, niitä on kokeiltu ihmisillä jo aiemmin esimerkiksi ebola- ja hiv-tartuntojen torjumisessa. Lisäksi geeninsiirrot ovat olleet jo lähes vuosikymmenen ajan hoitokäytössä, sillä ensimmäinen geenilääke hyväksyttiin markkinoille vuonna 2012. Eli menetelmä sinänsä ei ole uusi.
”Tällä hetkellä, jos näitä rokotevalmisteita ei oteta huomioon, on kahdeksan geenisiirtoon perustuvaa lääkettä hyväksytty markkinoille Euroopassa ja Yhdysvalloissa. Pohjalla ovat hyvin pitkät ja laajat turvallisuustutkimukset”, Ylä-Herttuala kertoo.
Geenirokotteita on kokeiltu jo aiemmin esimerkiksi ebola- ja hiv-infektioiden torjumisessa.
Ylä-Herttualan mukaan geenisiirtojen kohdalla, kuten kaikessa lääkehoidossa, on aina mahdollisuus, että syntyy ennalta arvaamattomia sivuvaikutuksia. Siksi geenilääkkeitä pitää testata ja tutkia ihan yhtä huolellisesti kuin kaikkia muitakin kliiniseen käyttöön tulevia lääkevalmisteita.
Mutta miksi geenirokotteet saatiin vasta nyt toden teolla käyttöön?
”Kaikki geenirokotteet vaativat, että tehdään geeninsiirto suoraan elimistöön. Tämä on hyvin vaativaa ja vaatii todella tehokkaan geeninsiirtotyökalun. Näitä on saatu käyttöön vasta viimeisen kymmenen-parinkymmenen vuoden aikana.”
Teksti: Mari Heikkilä
Lue lisää ja kuuntele Tulevaisuuden lääketiedettä -podcastin syksyllä ilmestynyt jakso geenihoidoista ja -testeistä:https://laaketieteensaatio.fi/kymmenen-vuoden-paasta-geenihoitoja-on-kymmenittain/