روش PureCap امیدی برای واکسن‌های mRNA خالص‌تر و ایمن‌تر است

یک گروه تحقیقاتی از ژاپن روشی را برای تولید واکسن‌های mRNA بسیار فعال با خلوص بالا با استفاده از یک کلاهک منحصربه‌فرد برای جداسازی آسان mRNA سرپوش‌دار مورد نظر توسعه داده‌اند. این تکنیک Purecap تا 100% mRNA نوع Cap2 خالص را استخراج کرد که تولید 3 تا 4 برابر بهتر پروتئینی را نشان داد که سیستم ایمنی را تحریک می کند. این نتایج امکان واکسن های خالص تر را با خطر کمتر التهاب ناشی از ناخالصی ها باز می کند. یافته های آنها در منتشر شد ارتباطات طبیعت

واکسن‌های mRNA با موفقیت به عنوان درمان در برابر انواع ویروس کرونا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این به محققان امیدواری برای استفاده آینده آنها به عنوان واکسن سرطان داده است. با این حال، خلوص واکسن ها مانع از این هدف می شود زیرا ناخالصی ها می توانند سیستم ایمنی را تحریک کنند. این ممکن است باعث التهاب در اطراف محل تزریق شود که یکی از عوارض جانبی رایج واکسیناسیون است.

ناخالصی های موجود در واکسن های mRNA اغلب در مرحله دربندی معرفی می شوند. در این مرحله، ساختار کلاهکی اضافه می شود که ترجمه mRNA را بهبود می بخشد و از آن محافظت و تثبیت می کند. کلاهک‌ها را فقط می‌توان به mRNA تک رشته‌ای اضافه کرد، بنابراین در حالت ایده‌آل یک واکسن باید حاوی mRNA تک رشته‌ای ۱۰۰ درصد خالص باشد. با این حال، ممکن است رشته های دوتایی ناخواسته mRNA وجود داشته باشد که خلوص آن را کاهش می دهد.

از آنجایی که mRNA های تک و دو رشته ای خواص متفاوتی دارند، می توان آنها را با استفاده از تکنیکی به نام کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا فاز معکوس (RP-HPLC) جدا کرد. این تکنیک mRNA ها را بر اساس آبگریزی یا آب دوستی آنها جدا می کند، یعنی دافعه یا جاذبه آنها به آب.

یک گروه تحقیقاتی به رهبری پروفسور هیروشی آبه (او، او)، دستیار پروژه پروفسور ماساهیتو ایناگاکی (او) و دانشیار پروژه نائوکو آبه (او، او) از دانشکده علوم تحصیلات تکمیلی دانشگاه ناگویا، با همکاری توکیو دانشگاه پزشکی و دندانپزشکی، از یک روش منحصر به فرد PureCap برای معرفی یک برچسب آبگریز در مرحله دربندی استفاده کرد. mRNA برچسب گذاری شده به راحتی در مرحله RP-HPLC جدا شد. سپس برچسب به راحتی با درمان نوری حذف شد و در نتیجه یک واکسن خالص 98٪ – 100٪ ایجاد شد.

هیروشی آبه گفت: «وقتی روی نمودار دیدیم که فرآیند RP-HPLC RNA های درپوش دار و بدون درپوش را به طور کامل جدا کرده است، از نتیجه بسیار هیجان زده شدیم. برای یک mRNA ویروس کرونا که 4247 باز طول دارد، ما با موفقیت از روش PureCap برای تولید mRNA سرپوش دار با خلوص بیش از 98 درصد استفاده کردیم.

گروه تحقیقاتی توجه ویژه ای به گروهی از ساختارهای کلاهکی که در سلول های جانوری و گیاهی وجود دارند به نام های Cap0، Cap1 و Cap2 معطوف کردند. اگرچه Cap2 در سلول‌های حیوانی و گیاهی یافت می‌شود، ارزیابی عملکرد آن دشوار بوده است، زیرا هیچ راهی برای بدست آوردن mRNA سرپوشیده خالص برای اطمینان از آزمایش منصفانه وجود نداشت.

آبه گفت: “ساختار Cap مورد استفاده در واکسن‌های mRNA تاکنون به انواع Cap0 و Cap1 محدود شده است. با این حال، ما از تکنیک خود برای ساخت ساختارهای Cap0، Cap1 و Cap2 استفاده کردیم.” mRNA‌های Cap0، Cap1 و Cap2 با خالص‌سازی بالا که با استفاده از روش PureCap سنتز شده‌اند، در مقایسه با mRNA‌هایی که با استفاده از تکنیک‌های مرسوم سنتز شده‌اند، فعالیت ایمنی کمتری را نشان دادند که کاربرد بالقوه‌شان را در داروسازی نشان می‌دهد.

از آنجایی که ویروس ها عمدتا mRNA Cap1 تولید می کنند، سیستم ایمنی کمتر توسط Cap2 تحریک می شود. این نشان می‌دهد که واکسنی که از Cap2 استفاده می‌کند، کمتر در هنگام تزریق عوارض جانبی ناخواسته‌ای مانند التهاب ایجاد می‌کند. با این حال، همچنان می‌تواند در صورت رونویسی، پروتئین‌های ویروسی ایجاد کند که واکسن را مؤثر می‌سازد.

این گروه از Purecap برای ایجاد Cap2 mRNA استفاده کردند و ظرفیت سنتز پروتئین آن را تجزیه و تحلیل کردند. آنها دریافتند که mRNA Cap2 3-5 برابر بیشتر از Cap1 mRNA پروتئین تولید می کند که پاسخ ایمنی را افزایش می دهد. آنها همچنین نشان دادند که mRNA های نوع Cap2 آنها باعث تحریک کمتر پاسخ التهابی نسبت به mRNA های سنتز شده با استفاده از تکنیک های مرسوم می شود.

آبه گفت: روش‌های معمول تولید واکسن mRNA نمی‌توانند mRNA سرپوش‌دار را با خلوص بالا آماده کنند و این نگرانی‌ها را در مورد کاهش سنتز پروتئین و واکنش‌های التهابی ناشی از ناخالصی ایجاد می‌کند. “روش PureCap این مشکلات را با خالص سازی انتخابی فقط mRNA سرپوش دار حل می کند. علاوه بر این، ساختار نوع Cap2 ایجاد شده با استفاده از این تکنیک در سنتز پروتئین کارآمدتر است و سیستم ایمنی را کمتر تحریک می کند. این تکنیک پتانسیل بهبود ایمنی و کارایی را دارد. این یک پیشرفت انقلابی در جهت کاربرد عملی پزشکی mRNA و همچنین تعمیق درک ما از مبانی علم mRNA است.”