Механизм действия мРНК

Как работает вакцина COMIRNATY®?

  • Вакцина компании BioNTech содержит синтетическую матричную РНК — искусственно созданную копию участка генома SARS-CoV-2.
  • Вакцина не содержит никаких биологически активных вирусов или заразных частиц вирусов и не может вызвать никаких инфекционных заболеваний.
  • Вакцина содержит исключительно копию плана не вызывающего инфекционного заболевания белка оболочки вируса (спайкового белка). Эта копия структуры является информационной РНК (матричной РНК, мРНК). Она тоже не вызывает инфекционного заболевания. С помощью данной копии организм сам начинает вырабатывать неинфекционный спайковый белок. Используя этот белок, организм может отреагировать иммунным ответом, вырабатывая антитела и клетки памяти для защиты от SARS-CoV-2.

Роль мРНК в организме человека


мРНК обычно присутствует в наших клетках и выполняет определенную задачу в организме человека.

Проще говоря, каждая эндогенная мРНК является копией определенного участка генетического материала. Она также служит транспортной копией белковых структур и переносит необходимую информацию о структурах из ядра клетки на фабрики белков (рибосомы) в клетке.
 

В деталях это выглядит так:
 

Почти все клетки нашего организма имеют клеточное ядро. В каждом ядре содержится генетический материал — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК содержит всю информацию о строении и функциях нашего организма, а также план синтеза белков. Однако для синтеза белков информацию из ДНК сначала необходимо транслировать в мобильную версию плана синтеза белка — мРНК. Белки выполняют в организме множество функций. В том числе они необходимы для производства новых клеток. Мышцы, кости или волосы преимущественно состоят из белков.
 

Наш организм вырабатывает белки в указанной ниже последовательности.

 

Клетка состоит из ядра, рибосом (так называемых фабрик белкового синтеза), цитозоля (клеточной жидкости) и клеточной мембраны (клеточной оболочки).

Рибосома способна считывать информацию мРНК, то есть копию, переписанную с информации ДНК. Руководствуясь считанной инструкцией, рибосома производит белки.

В клеточном ядре находится ДНК.

Чтобы синтезировать белки, организму необходим план синтеза. Соответствующая информация с планом синтеза содержится в ДНК клеточного ядра.

Участок ДНК, содержащий данную информацию, копируется.

В процессе копирования все сведения ДНК о белке транскрибируются (перезаписываются) в виде копии РНК, которую называют мРНК: «м» обозначает «матричная», а сокращение «мРНК» — матричная (транспортная) рибонуклеиновая кислота.

Информация о белке, который необходимо синтезировать, передается в виде мРКН из клеточного ядра в цитозоль (клеточную жидкость).
 

При этом мРНК перемещается из клеточного ядра, где она образовалась, к месту синтеза белков — рибосомам.

Рибосомы считывают информацию, содержащуюся в копии плана синтеза, то есть в мРНК, и передают её в соответствующие белковые цепочки.
 

Таким образом организм человека производит эндогенные, то есть собственные белки.

После завершения процесса синтеза мРНК расщепляется и утилизируется. Отдельные компоненты, входившие в состав мРНК, организм использует повторно для создания новой мРНК.

Роль мРНК, содержащейся в вакцине

 

С вакциной на основе мРНК организм получает инструкцию по самостоятельному производству определенного «инородного», чужого белка, свойственного вирусу, но не способного вызвать инфекционное заболевание.

Этот шиповидный белок находится на поверхности нового коронавируса. Название «шиповидный» или «спайковый» белок он получил из-за своего внешнего вида.

Сама вакцина не содержит этого белка, его самостоятельно начнут вырабатывать клетки человеческого организма после прививки. При этом иммунная система получит сигнал на подготовку иммунного ответа. Она начнет вырабатывать клетки памяти и антитела к белку вируса, то есть к SARS-CoV-2.

Синтезированный организмом белок вируса не вызывает инфекционного заболевания. Но в то же время является типичным для SARS-CoV-2. Поэтому наличие всего лишь этой частицы оболочки вируса достаточно для активации иммунной системы и выработки иммунитета к COVID-19 в результате вакцинации.

После прививки мРНК проникает в клетку извне. По клеточной жидкости она направляется непосредственно к рибосоме, так называемой фабрике белков. Но в клеточное ядро она не попадает.

мРНК попадает в рибосому — фабрику белков.

Рибосома считывает содержащуюся там информацию и передает её в белковые цепочки.

Белковые цепочки трансформируются в готовый шиповидный (спайковый) белок. Эти шиповидные белки находятся на поверхности нового коронавируса и получили свое название из-за внешнего вида. На следующем этапе шиповидные белки выходят из клетки.

Иммунная система распознает их как чужеродный спайковый белок и реагирует иммунным ответом, то есть начинает вырабатывать специфические антитела и клетки памяти против нового коронавируса. Антитела — это молекулы белка, образующие иммунные клетки для нейтрализации возбудителей заболеваний, а клетки памяти напоминают иммунной системе о первом контакте с определенным возбудителем. При заражении новым коронавирусом иммунная система вакцинированного человека обычно способна быстро отреагировать и предотвратить развитие инфекции.

Таким образом, прививка может сформировать у большинства вакцинированных людей эффективную систему защиты от COVID-19.

Общие сведения о мРНК


Эндогенная и синтетическая мРНК отличаются местом своего происхождения. Но обе формы мРНК выполняют одну задачу — передать информацию и тем самым обеспечить процесс строительства белка.

  Эндогенная мРНК мРНК, содержащаяся в вакцине
Происхождение Естественное, от ДНК клеточного ядра Синтетическое, от созданного в лаборатории шаблона ДНК
Транспортировка

Из клеточного ядра в цитоплазму Попадает после вакцинации в клетку извне, непосредственно в цитоплазму, без проникновения в ядро клетки
Функция План синтеза белка, для считывания рибосомой План синтеза белка, для считывания рибосомой
Цель Синтез белка рибосомой согласно плану, с последующей утилизацией мРНК Синтез белка рибосомой согласно плану, с последующей утилизацией мРНК

Необходимо сделать 2 прививки:

вакцинация предполагает введение 2 доз вакцины. Вторую дозу рекомендуется вводить через 3 недели после первой дозы. Оптимальная иммунная защита ожидается примерно через 7 дней после второй прививки.