Wetenschappers hebben een genetisch te modificeren vaccin ontwikkeld dat bij de uitbraak van een epidemie binnen een week kan worden geproduceerd. Inmiddels is het “design” vaccin bij muizen succesvol beproefd in de strijd tegen Ebola, H1N1 influenza en Toxoplasmose. Het resultaat was een effectiviteit van 100%.

Het taylor made vaccin bestaat uit strengen genetisch materiaal bekend als RNA. In principe kan de genetische RNA code naar de eigenschappen van ieder virus, bacterie of parasitair proteïne worden aangepast.
vaccineHet gemodificeerde RNA wordt verpakt in een boodschapper molecuul die het in de cellen aflevert. Eenmaal op zijn plek wordt de informatie vertaald in proteïnen die een immuun reactie in het lichaam op gang brengen.

Naast het bestrijden van infectieziekten willen de onderzoekers dit ultieme genetische wapen inzetten in de strijd tegen kanker. Op deze manier zouden tumoren kunnen worden herkend en vernietigd.

Professor Daniel Anderson die begin juli als leidende auteur over de nieuwe vaccins in de Proceedings of the National Academy of Sciences heeft gepubliceerd zegt hierover:

“De technologische benadering op nano niveau maakt het mogelijk om in slechts 7 dagen een volledig effectief vaccin te produceren dat de potentie heeft om snel en effectief op plotselinge uitbraken van ziekten en of snel muterende virussen te anticiperen”

De hoogleraar is geassocieerd met het MIT Department of Chemical Engineering en lid van MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research and Institute for Medical Engineering and Science (IMES).

Met deze doorbraak zijn de huidige vaccins ineens hopeloos oudwets. Vaccins zijn tot nu toe gebaseerd op onder meer inactief gemaakte virusdeeltjes (dode virusdeeltjes) en door microben geproduceerde proteïnen die het afweersysteem tot actie aan moeten zetten. Nadeel van de huidige techniek is dat het lang duurt voordat nieuwe vaccins voor gebruik geschikt zijn. En bij sommige ziekten is de traditionele manier van vaccineren risicovol of werkt zelfs helemaal niet.

RNA vaccins kennen deze nadelen niet. De slagkracht is bovendien groter doordat deze high tech vaccins in staat zijn om in de cellen een groot aantal kopieën van de gecodeerde proteïnen aan te maken. Hiermee kan een veel krachtigere immuun reactie worden getriggerd.

Het idee om genetisch gemodificeerd materiaal als vaccin in te zetten is niet nieuw. Het bestaat al ruim 30 jaar maar een van de grootste obstakels was tot nu toe om het op een veilige en effectieve manier in de cel af te leveren.

De oplossing is om de genetische RNA informatie in een minuscule dendrimer te verpakken. Dit nano molecuul met zijn breed vertakte stervormige vorm is de ideale koerier om het gemodificeerde RNA te transporteren.

Dendrimers kunnen tijdelijk van een positieve lading worden voorzien die het mogelijk maakt om met het negatief geladen RNA te associëren. Zowel vorm als structuur zijn controleerbaar. Door de densdrimer- RNA structuur meerdere keren te vouwen ontstaan deeltjes met een doorsnee van 150 nanometers. Deze afmeting komt overeen met die van een groot aantal virussen. De kunstmatig gemaakte deeltjes zijn in staat de cellen binnen te dringen op dezelfde manier als virussen dat doen.

Door nu de RNA volgorde te veranderen zijn de onderzoekers in staat vaccins te produceren met iedere proteïne die ze willen. Daarnaast is instructie ingebouwd voor de versterking van het RNA waardoor de cel nog meer proteïnen gaat produceren. Het immuun systeem is daarmee volledig onder controle. Direct nadat de RNA informatie in de cel in proteïnen is omgezet begint de stimulering van het immuun systeem. Opmerkelijk is dat zowel de aktiviteit van T cel als anti lichamen worden gestimuleerd.

De manier van toedienen is verder traditioneel. Het gaat om intramusculaire injecties.

Welk antigeen de onderzoekers ook nemen, het resultaat blijkt succesvol. Er bestaat geen misverstand over dat met deze techniek de volledige controle over de volledige anti lichamen en T cel response wordt verkregen.

Tenslotte stellen de wetenschappers dat RNA gebaseerde vaccins veiliger zijn dan de DNA vaccins. RNA kan namelijk niet integreren met de host genome en daarom geen mutaties veroorzaken.