RNA Aşılarını Daha Etkili Hale Getirecek Sistem

Robert Langer ve Daniel G. Anderson önderliğinde gerçekleştirilen ve Nature Biomedical Engineering‘de yayımladıkları bir araştırmada, hematopoetik kök hücre kitlelerinde istenilen geni etkisiz hale getirebilecek siRNA’ların nanoparçacıklar içine yerleştirilmesi ile ilgili çok önemli adımlar atıldı. Bu hali ile çok açık olmasa da, ikilinin öncülüğünde bundan tam bir sene kadar önce yayımlanan bir çalışmada RNA aşılarının vücut içi teslimatını iyileştirerek aşı etkililiğini iyileştiren bir teknik geliştirildiği duyurulmuştu. Mevcut çalışmanın ise çok daha etkili yöntemler geliştirilmesini sağlayacağı aşikar.

Hematopoetik kök hücre nişindeki kemik iliği endotel hücreleri kan damarı ağı oluşturup kan-hücre arası malzeme geçiş trafiği ve hematopoetik hücreler ile projenitör (öncül) hücrelerin fonksiyonlarını korumalarını sağlar. Yeni araştırmada, lipid-polimer nanoparçacıklar ile kaplanmış siRNA (small interfering RNA) moleküllerinin bu ağ yolu ile taşınabilmesi direk canlıda denendi. Genleri işlevsiz hale getirmek yani susturmak  için (silencing) kullanılan siRNA’lar, yapılan fare deneylerinde Sdf1 ve Mcp1 adlı iki farklı proteini sentezleyen geni susturarak sırası ile kemik iliğinden bağışıklıkta etkili lökositlerin, kök ve projenitör hücrelerin salınımını sırası ile artırma ve durdurma işlevi gördü.

Nanoparçacıklar ile birtakım hastalıklarda, bölgesel iyileşme ve başka yerlerde zarar oluşturmadan hasta veya düzgün çalışmayan doku/organ/hücrelerin iyileşmesini hızlandıracak siRNA teslimatını daha verimli yapmanın mümkün olduğu yapılan deneyler ile gösterildi. Kemotaktik proteinlerden olan Mcp1’in hematoppoetik kök hücre nişinde susturulması daha az lökositin salınmasını ve hasta kalbi olan farelerin kalbinin iyileşmesinin  hızlanmasını ve kalp yetmezliği semptomunun azalmasını sağladı.

Aynı uygulamanın kanser ve enfeksiyon hastalıklarında da etkili sonuçları olacağı öngörülürken, RNA aşıları (tıpkı COVID-19 karşısında etkisi görülen aday aşımız mRNA-1273 gibi) önündeki en büyük sorunlardan biri olan doğru bağışıklık hücrelerine girip, işimize yarayacak proteinleri doğru hücrede sentezlemelerini sağlamak olduğundan RNA aşıları üzerinde geliştirici bir etki yaratacağı açık görülüyor. Çalışmayı yürüten başta da ismi geçen iki bilim insanı bundan bir yıl kadar önce bu çalışmanın öncüllerinden birini yürütmüş ve geliştirdikleri enkapsülasyon (kapsüle hapsetme) tekniğini yayımlamışlardı.

MIT kimya mühendisleri geliştirdikleri teknik ile RNA aşılarının lipid nanoparçacıklar arasında kapsül içine hapsedilip, doğru hücrenin bulunduğu alana ulaştırılıp koruyucu ve aynı zamanda bir sonraki aşamada da bağışıklık hücrelerini eğitici ‘adjuvant’ proteinlerden yeteri kadar sentezlemesini sağlayacak, bu şekilde de aşı etkililiğini artıracak yöntemi keşfetmiş bulunuyorlardı.

Geçtiğimiz yıl Eylül ayında yayımlanan çalışmalarında farelerde melanom tümörlerinin büyümesini RNA aşısı ile engellmeye çalışan araştırmacılar, Nature Biotechnology’de yayımlanan makalelerinde kapsülü oluşturan kipid polimerler ile de bağışıklık hücrelerini uyarabileceklerini not etmişlerdi.

Son yıllarda protein aşılara alternatif olan, getirdiği sorunlar ile birlikte eğer geliştirilebilirse çok daha uzun vadeli etkiler yaratabileceği öngörülen RNA aşıları, medikal genetik ve moleküler genetik alanlarının gözde konularından birisi haline geldi. Ne var ki geçtiğimiz yılın bu aylarına kadar literatürde çok iyi çalışan ve yeterli bağışıklık tepkisi üreten aynı zamanda insanlara verilebilen bir RNA aşısı bulunmuyordu. Birkaç ay sonra ortaya çıkan küresel pandemi ise, bu konuda çok daha hızlı gelişme kaydetmemiz gerektiğini ve sorunları daha hızlı aşmamız gerektiğini gösterdi. Geçtiğimiz yıl pandemiden önce atılan bu çalışmanın da yeni makaleler ile üzerine çıkılmış olduğu görülüyor.

DNA aşılarının aksine hücre içine girer girmez proteinlerini sentezleme kapasitesi olan RNA aşıları oldukça umut vadedici adaylardı, çünkü DNA aşıları gibi hücre çekirdeğinin de içine girip kendi RNA’sından üretme ve aktive olma önşartı bulunmuyor. RNA aşılarının etkili olması ise temelde, antijeni olan bağışıklık hücrelerine girip, ilgili proteinini sentezletip akabinde bu proteini bu hücrenin yüzeyinde sergileyebilme kapasitesine bağlıdır. Çünkü böylelikle, T hücreleri olarak bildiğimiz defans hücrelerimiz oraya çekilerek aktive olur ve bu da diğer bağışıklık hücrelerinin aktivasyonunu ve de vücut genelinde hastalığa veya belirli aır semptomlarına karşı koruma sağlar.

Binlerce farklı lipid polimer kapsül tipini çok hızlı bir sürede üretip hepsini veritabanına kaydeden araştırmacılar bunlardan hangi yapıların RNA’ları doğru bağışıklık hücrelerine iletebileceğini ve bunu da interferon genlerini uyararak tespit edebildiklerini gözlemleyerek belirledi.

Böylelikle interferonlar ve diğer sitokinleri üreten hücreler T hücrelerini göreve davet edip, hastalığa karşı savaşı başlatmış oluyor. Uygulama farelerde kanser (melanom) hastalığı için, ovalbumin ve Trp2 proteinleri için denenmişti. Yeni çalışmaların, COVID-19 için geliştirmeye çalıştığımız potansiyel RNA aşıları için de hızlandırıcı bir etki yapmasını ve daha etkili ve verimli aşılar üretmemizi sağlamasını temenni ediyoruz.