Mechanizm działania mRNA

Jak działa szczepionka COMIRNATY®?

 
  • Szczepionka firmy BioNTech zawiera mRNA, tzn. wytworzoną sztucznie kopię fragmentu kodu genetycznego wirusa SARS-CoV-2.
  • Szczepionka nie zawiera żadnych aktywnych biologicznie wirusów ani zakaźnych cząstek wirusa i nie może wywołać infekcji.
  • Preparat zawiera wyłącznie kopię planu wytwarzania niezakaźnego białka otoczki wirusa (białka kolca). Kopia tego planu to przekaźnikowy kwas rybonukleinowy (mRNA), który także nie jest zakaźny. Z jego pomocą organizm może sam wytworzyć niezakaźne białko kolca. W kontakcie z tym białkiem organizm rozwija odpowiedź immunologiczną przez wytworzenie przeciwciał i komórek pamięci przeciw SARS-CoV-2.

Rola mRNA w organizmie człowieka


mRNA występuje naturalnie w naszych komórkach i spełnia w organizmie człowieka określone funkcje.

Każde własne mRNA organizmu jest po prostu kopią określonego fragmentu materiału genetycznego. Taka kopia służy do transportowania planów budowy białek i przekazywania niezbędnych informacji o ich schemacie konstrukcyjnym z jądra komórkowego do rybosomów („fabryk białek”) w pozajądrowej części komórki.
 

Tak to wygląda w szczegółach:
 

Prawie każda komórka naszego ciała jest wyposażona w jądro komórkowe. I to głównie w nim występuje materiał genetyczny w postaci kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). Zawiera on wszystkie informacje na temat budowy i funkcji naszego organizmu, w tym także plan budowy służący do wytwarzania białek. Aby była możliwa produkcja białek, informacje z DNA muszą zostać przetłumaczone na mRNA, czyli wersję mobilną tego planu budowy. Białka pełnią wiele funkcji w naszym organizmie. Są potrzebne między innymi do produkcji nowych komórek. Mięśnie, kości i włosy składają się głównie z białek.
 

Produkcja białek odbywa się w naszych organizmach w następujących etapach:

Komórka składa się między innymi z jądra komórkowego, rybosomów (tak zwanych „fabryk białek”), cytoplazmy (płynu wewnątrzkomórkowego) i błony komórkowej (otoczki komórki).

Rybosom może odczytywać mRNA, czyli kopię informacji z DNA, która stanowi instrukcję do wytwarzania białek.

W jądrze komórkowym znajduje się DNA.

Aby organizm mógł wyprodukować białka, potrzebuje najpierw planu ich budowy. Odpowiednie informacje tego planu budowy zawiera jądrowe DNA.

Kopiowany jest odcinek jednej nici DNA zawierający te informacje.

Zawarte w DNA informacje na temat białek trafiają na RNA, a dokładniej mRNA, czyli przekaźnikowego kwasu rybonukleinowego („m” pochodzi od angielskiego słowa „messenger”, oznaczającego „przekaźnik” lub „posłańca”).

Informacja o białku, które ma zostać wyprodukowane, jest następnie wydalana pod postacią mRNA z jądra komórkowego do cytoplazmy (płynu wewnątrzkomórkowego).
 

mRNA przemieszcza się z miejsca powstania, czyli jądra, do miejsca produkcji białek, czyli rybosomów.

Informacje zawarte w kopii planu budowy, czyli mRNA, są rozpoznawane i tłumaczone przez rybosomy na odpowiednie łańcuchy białek.
 

W ten właśnie sposób organizm człowieka produkuje własne białka.

Ostatecznie mRNA ulega rozszczepieniu i rozpadowi. Produkty rozpadu mRNA mogą być wykorzystane przez organizm jako budulec nowego mRNA.

Rola mRNA pochodzącego ze szczepionki


Wraz ze szczepionką mRNA organizm otrzymuje instrukcje do samodzielnego wytworzenia określonego, obcego dla siebie, niezakaźnego białka wirusa.

To białko w kształcie kolca znajduje się również na powierzchni nowego koronawirusa. Właśnie ze względu na ten kształt jest nazywane białkiem kolca (ang. spike protein).

Białko to nie jest więc zawarte w szczepionce, ale powstaje w komórkach organizmu po szczepieniu. W ten sposób układ odpornościowy jest pobudzany do odpowiedzi immunologicznej. Tworzy komórki pamięci i przeciwciała przeciw białku wirusa, co umożliwia mu zwalczanie SARS-CoV-2.

To wytwarzane przez organizm białko wirusa nie jest zakaźne, ale charakterystyczne dla SARS-CoV-2. Dlatego sama obecność tej cząstki otoczki wirusa wystarczy, żeby aktywować układ immunologiczny i wytworzyć ochronę poszczepienną przed COVID-19.

Po szczepieniu mRNA trafia do komórki. Przemieszcza się w cytoplazmie do rybosomu, tak zwanej fabryki białek. Nie trafia do jądra komórkowego.

mRNA dociera do rybosomu („fabryki białek”).

W rybosomie zostaje odczytane i przetłumaczone na łańcuchy białkowe.

Łańcuchy białkowe są przetwarzane w gotowe białko kolca. Białka kolca, występujące również na powierzchni nowego koronawirusa, zawdzięczają nazwę swojemu kształtowi. W następnym etapie są one wydalane z komórki.

Układ odpornościowy reaguje wówczas na obce białko kolca odpowiedzią immunologiczną, czyli wytworzeniem specyficznych przeciwciał i komórek pamięci przeciwko nowemu koronawirusowi. Przeciwciała to białka, wytwarzane przez komórki odpornościowe dla obrony przed drobnoustrojami chorobotwórczymi, natomiast komórki przypominają układowi odpornościowemu o pierwszym kontakcie z drobnoustrojem chorobotwórczym. W normalnej sytuacji w momencie zakażenia nowym koronawirusem układ odpornościowy osoby zaszczepionej może szybko zareagować i uniemożliwić infekcję.

Szczepienie może więc u większości zaszczepionych osób zapewnić skuteczną ochronę przed COVID-19.

Podsumowanie informacji na temat mRNA


mRNA własne organizmu i mRNA syntetyczne powstają w różnych miejscach. Dzięki przenoszonym informacjom każde mRNA, niezależnie od miejsca powstania, umożliwia skonstruowanie białka.

  Własne mRNA organizmu mRNA w szczepionce
Powstawanie naturalne – na podstawie DNA w jądrze komórkowym syntetyczne – w laboratorium jako kopia wzorca DNA
Transport z jądra komórkowego do cytoplazmy po szczepieniu wnika z zewnątrz komórki do cytoplazmy, nie mając dostępu do jądra komórkowego
Funkcja plan budowy białka, który jest odczytywany przez rybosom plan budowy białka, który jest odczytywany przez rybosom
Cel wytworzenie białka przez rybosom zgodnie z planem budowy, a następnie rozpad mRNA wytworzenie białka przez rybosom zgodnie z planem budowy, a następnie rozpad mRNA

Drugie szczepienie jest niezbędne:

Szczepienie obejmuje podanie dwóch dawek. Zaleca się podać drugą dawkę 3 tygodnie po pierwszej. Optymalną ochronę poszczepienną uzyskuje się od 7 dnia po otrzymaniu drugiej dawki szczepionki.