Σε προηγούμενο τεύχος, είχαμε μιλήσει από αυτή τη στήλη για το πώς λειτουργούν τα εμβόλια, την τεράστια αξία τους για την προστασία της υγείας, αλλά και τα εμπόδια που βάζει στην ολόπλευρη αξιοποίησή τους το γεγονός ότι σήμερα αποτελούν εμπορεύματα που βρίσκονται στα χέρια μεγάλων επιχειρηματικών ομίλων. Τότε είχαμε περιγράψει τη λειτουργία μόνο των «κλασικών» εμβολίων και η αλήθεια είναι ότι υπάρχουν και τέτοια ανάμεσα σε αυτά που έχουν αναπτυχθεί κατά του νέου κορονοϊού. Υπάρχουν, όμως, και αυτά που αξιοποιούν νέες τεχνολογίες που βασίζονται στο mRNA και το DNA.
Τα κύτταρά μας αποτελούνται από τον πυρήνα, που περιέχει το DNA μας και το κυτταρόπλασμα, που περιέχει τα οργανίδια που επιτελούν τις διάφορες λειτουργίες. Το κύτταρο διαχωρίζεται από τον εξωτερικό χώρο με την κυτταρική μεμβράνη που το περιβάλει.
Μια «ματιά» στο ανθρώπινο κύτταρο
Για να καταλάβουμε πώς λειτουργούν τα καινούρια εμβόλια πρέπει πρώτα να ρίξουμε μια ματιά στο ανθρώπινο κύτταρο (εικόνα) και να θυμηθούμε κάποιες βασικές λειτουργίες του, που χρησιμεύουν στην παραγωγή των πιο σημαντικών ίσως συστατικών του οργανισμού μας, των πρωτεϊνών. Η «πληροφορία» για την παραγωγή μιας πρωτεΐνης βρίσκεται αποθηκευμένη στο DNΑ1. Όμως το DNA δεν μπορεί να βγει από τον πυρήνα του κυττάρου και να πάει στα ριβοσώματα, δηλαδή στο «εργοστάσιο» παραγωγής πρωτεϊνών. Έτσι, την πληροφορία αναλαμβάνει να μεταφέρει εκεί το mRNA2, το οποίο δημιουργείται με βάση τις πληροφορίες του DNA με μια διαδικασία που λέγεται «μεταγραφή». Η παραγωγή της πρωτεΐνης με βάση την πληροφορία που μεταφέρει το mRNA λέγεται «μετάφραση».
Η «ιδέα» πίσω από τα εμβόλια…
Οι επιστήμονες σκέφτηκαν ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις παραπάνω λειτουργίες και να «αναγκάσουμε» τα κύτταρά μας να παράξουν μια πρωτεΐνη που εμείς θέλουμε, δίνοντάς τους τη σχετική πληροφορία. Στην περίπτωση ενός εμβολίου για τον SARS-CoV-2, θέλουμε να παράξουν την πρωτεΐνη-ακίδα «S» (Spike), που βρίσκεται στο περίβλημα του ιού, στη γνωστή «κορόνα». Όταν παραχθεί αυτή η πρωτεΐνη, το ανοσοποιητικό μας σύστημα θα την αναγνωρίσει και θα παράξει τα αντίστοιχα αντισώματα και τα κύτταρα μνήμης, που -όπως έχουμε περιγράψει στο προηγούμενο άρθρο μας- θα μας φανούν πολύ χρήσιμα στην περίπτωση που ο ιός εισέλθει στον οργανισμό μας. Η διαφορά, λοιπόν, με τα κλασικά εμβόλια είναι πως αντί να εισάγουμε στον οργανισμό ολόκληρο τον ιό σε εξασθενημένη μορφή, του δίνουμε την πληροφορία για να παράξει μόνος του ένα μικρό μέρος του.
Απεικόνιση του ιού SARS-CoV-2. Διακρίνεται η πρωτεΐνη «S» που αποτελεί κλειδί για τη λειτουργία των νέων εμβολίων.
Πώς λειτουργούν;
Η διαφορά μεταξύ των mRNA εμβολίων και των εμβολίων «ιογενούς δείκτη» που χρησιμοποιούν DNA βρίσκεται στον τρόπο με τον οποίο δίνουμε στον οργανισμό αυτή την πληροφορία. Στην πρώτη περίπτωση εισάγουμε το mRNA που την περιέχει και αυτό πηγαίνει στα ριβοσώματα για να ξεκινήσει η «μετάφραση». Το πρόβλημα είναι ότι το mRNA είναι πολύ ευαίσθητο και «διαλύεται» εύκολα από διάφορα ένζυμα μέσω χημικών αντιδράσεων. Γι’ αυτό χρειάζεται ένα «όχημα» για να καταφέρει να φτάσει μέχρι το κύτταρο. Αυτό είναι ένα λιπίδιο, που επειδή είναι πάρα πολύ μικρό το λέμε νανοσωματίδιο3. Για τον ίδιο λόγο, αυτά τα εμβόλια πρέπει να διατηρούνται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, όπου όλες οι χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν πιο αργά, όπως ξέρουμε και από τα φαγητά που βάζουμε στον καταψύκτη μας…
Στη δεύτερη περίπτωση η πληροφορία δίνεται μέσω DNA. Το «όχημα» τώρα είναι ένας εξασθενημένος αδενοϊός (σαν αυτόν που προκαλεί το κοινό κρυολόγημα). Από το DNA του αδενοϊού έχουμε αφαιρέσει το τμήμα που του δίνει την πληροφορία για να αναπαράγεται (γι’ αυτό είναι και ακίνδυνος) και στη θέση του έχουμε βάλει την πληροφορία για την παραγωγή της πρωτεΐνης «S» του SARS-CoV-2. Ο αδενοϊός απελευθερώνει αυτό το DNA στον πυρήνα του κυττάρου μας (χωρίς να αλληλεπιδρά με το δικό μας DNA). Με τη διαδικασία της μεταγραφής παράγεται το mRNA και από εκεί και πέρα η ιστορία είναι γνωστή...
- Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) είναι χημικό μακρομόριο που αποτελείται από δύο αλυσίδες αζωτούχων βάσεων, οι οποίες συστρέφονται δημιουργώντας μια δεξιόστροφη έλικα. Η αλληλουχία των βάσεων στις αλυσίδες δημιουργεί «τριάδες» που κωδικοποιούν το μήνυμα για την παραγωγή των αμινοξέων, των συστατικών από τα οποία αποτελούνται οι πρωτεΐνες.
- Το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) είναι επίσης ένα χημικό μακρομόριο παρόμοιο με το DNA, μαζί με το οποίο αποτελούν το γενετικό υλικό του οργανισμού. Μία βασική διαφορά του RNA από το DNA είναι ότι αποτελείται από μία και όχι δύο αλυσίδες βάσεων. To γράμμα «m» στο mRNA αντιστοιχεί στη λέξη messenger (αγγελιαφόρος). Εκτός από το mRNA υπάρχουν και άλλοι τύποι RNA που επιτελούν διαφορετικές λειτουργίες στο κύτταρο.
- Νανοσωματίδια λέμε τα σωματίδια που έχουν διαστάσεις μέχρι 100 νανόμετρα (nm). 1 nm ισούται με 10-9 m. Αντίστοιχα, νανοτσίπ λέμε τα τσιπ αυτών των διαστάσεων. Αυτό βέβαια δεν σημαίνει πως ό,τι έχει μπροστά το πρόθεμα «νάνο» είναι… τσιπάκι. Μάλιστα τα λιπίδια είναι κάτι πολύ γνώριμο για τον οργανισμό μας. Λιπίδιο είναι, για παράδειγμα, η χοληστερόλη όπως και αρκετές βιταμίνες.