Механізм дії мРНК
Як працює вакцина COMIRNATY®?
- Вакцина від BioNTech містить синтетичну мРНК, штучно створену копію відрізка генома SARS-CoV-2.
- До складу вакцини не входять біологічно активні віруси чи вірусні частинки, які можуть передати інфекцію, отже вона не здатна викликати зараження.
- Вакцина містить виключно копію креслення неінфекційного білка на вірусній оболонці (спайковий білок). Цією матрицею є інформаційна рибонуклеїнова кислота (мРНК). Вона також не є інфекційною. За її допомогою організм може сам синтезувати неінфекційний спайковий білок. Завдяки цьому білку організм має можливість сформувати імунну відповідь проти SARS-CoV-2, утворюючи антитіла і клітини пам'яті.
Роль мРНК в організмі людини
мРНК природним чином зустрічається в наших клітинах і виконує в організмі людини певне завдання.
Простіше кажучи, кожна аутогенна мРНК є копією специфічного відрізка генетичного матеріалу. Вона також служить транспортною копією білкових структур і транслює відповідну інформацію від клітинного ядра до білкових фабрик (рибосом) у клітині.
Зокрема це виглядає наступним чином:
Майже всі клітини нашого організму мають клітинне ядро. У кожному міститься дезоксирибонуклеїнова кислота (генетичний матеріал), ДНК. Вона містить всю інформацію щодо будови та функціонування нашого організму, а також креслення для синтезу білків. Проте, для їх синтезу інформацію спочатку необхідно передати з ДНК на мобільну версію білкової матриці, мРНК. Білки виконують в організмі багато функцій. Крім іншого, вони потрібні для створення нових клітин. М'язи, кістки, волосся складаються переважно з білків.
Наш організм виробляє білки наступним чином:
Більшість клітин складається з клітинного ядра, рибосом (так званих білкових фабрик), цитозолю (внутрішньоклітинної рідини) і клітинної мембрани (клітинної оболонки).
Рибосома здатна зчитувати мРНК, тобто копію інформації з ДНК. На основі цієї інструкції рибосома виробляє білки.
У клітинному ядрі знаходиться ДНК.
Для синтезу білків організмові перш за все необхідне їх креслення. Відповідна інформація знаходиться на ДНК у ядрі клітини.
Відрізок ланцюга ДНК, який містить цю інформацію, копіюється.
Інформація про білки ДНК транскрибується в копію РНК, так звану мРНК: «м» означає «месенджер», отже «мРНК» означає «інформаційна рибонуклеїнова кислота».
Інформація про білок, який треба побудувати, у вигляді ланцюга мРНК переноситься з клітинного ядра у внутрішньоклітинну рідину — цитозоль.
мРНК мігрує від місця свого синтезу, тобто із ядра клітини, до місця виробництва білків — рибосом.
Рибосоми зчитують інформацію з копії креслення, тобто мРНК, і передають у відповідні білкові ланцюги.
Таким чином організм людини виробляє ендогенні білки.
Після завершення процесу синтезу мРНК розщеплюється і розпадається.
Окремі компоненти колишньої мРНК можуть знову використовуватись для створення нової мРНК.
Роль мРНК-вакцини
За допомогою мРНК-вакцини організм отримує «інструкції з будівництва», які необхідні для виробництва неендогенного неінфекційного вірусного білка. Це, у свою чергу, стимулює імунну систему формувати клітини пам’яті та виробляти антитіла проти цього вірусного білка, тобто проти SARS-CoV-2. мРНК, що міститься у вакцині, є штучно створеною копією ділянки геному SARS-CoV-2.
Ця мРНК у вакцині є копією креслення не ендогенного, а екзогенного білка: мається на увазі шипоподібний білок, який знаходиться на поверхні нового коронавірусу; через зовнішній вигляд його також називають спайковим. Цей білок не міститься в самій вакцині, а виробляється у власних клітинах організму після щеплення.
Вірусний білок, що виробляється організмом, не є інфекційним. Проте цей білок є характерним для SARS-CoV-2. Тому наявності лише цієї частини оболонки вірусу достатньо для активації імунної системи та формування імунного захисту від COVID-19.
Після вакцинації мРНК потрапляє в клітину ззовні. Вона мігрує безпосередньо у внутрішньоклітинній рідині до так званої білкової фабрики — рибосоми. Вона не потрапляє в ядро клітини.
мРНК досягає фабрики білків — рибосоми.
Вона зчитується з рибосоми і передається в білкові ланцюги.
Білкові ланцюги трансформуються в готовий спайковий білок. Ці шипоподібні білки, що знаходяться і на поверхні нового коронавірусу, отримали свою назву через зовнішній вигляд. На наступному етапі спайкові білки виносяться з клітини.
Імунна система реагує на екзогенний спайковий білок імунною відповіддю, а саме специфічними антитілами та клітинами пам’яті проти нового коронавірусу. Антитіла — це білкові молекули, які утворюють імунні клітини проти патогенів, тоді як клітини пам’яті — це нагадування імунній системі про перший контакт зі збудником хвороби. При зараженні новим коронавірусом імунна система вакцинованої людини, як правило, може швидко відреагувати і запобігти зараженню.
Таким чином, вакцинація здатна забезпечити більшості вакцинованих ефективний захист від COVID-19.
Про мРНК коротко
Ендогенна і синтетична мРНК мають різне походження. Проте обидві форми мРНК виконують завдання інформаційного забезпечення синтезу білка.
| Ендогенна мРНК | мРНК у складі вакцини | |
|---|---|---|
| Походження | природне; з ДНК в ядрі клітини | синтетичне; створена в лабораторії копія шаблону ДНК |
| Транспортування | з ядра в цитоплазму | проникає в цитоплазму ззовні клітини після вакцинації, без доступу до клітинного ядра |
| Функція | Білкова матриця, зчитується рибосомою | Білкова матриця, зчитується рибосомою |
Мета | Синтез білка рибосомою згідно матриці та подальший розпад мРНК | Синтез білка рибосомою згідно матриці та подальший розпад мРНК |
Необхідно зробити 2 щеплення:
Вакцинація проводиться серією з 2 доз. Другу дозу рекомендується вводити через 3 тижні після першої дози. Очікується, що максимальний рівень захисту буде сформований через 7 днів після другого щеплення вакциною COMIRNATY®. Відповідно до законодавчих норм, повний офіційно признаний захист формується через 14 днів після другого щеплення, незалежно від того, яка вакцина проти COVID-19 для дворазового введення була використана.
