Wat zijn mRNA- en DNA-vaccins?
De zogenaamde mRNA-vaccins (kortweg RNA-vaccins) en DNA-vaccins behoren tot de nieuwe klasse van op genen gebaseerde vaccins. Ze zijn al enkele jaren het onderwerp van intensief onderzoek en testen. Tijdens de coronaviruspandemie werden voor het eerst mRNA-vaccins goedgekeurd voor de immunisatie van mensen. Hun werkingsmechanisme verschilt van dat van eerdere actieve stoffen.
De nieuwe op genen gebaseerde vaccins (DNA- en mRNA-vaccins) zijn anders: ze introduceren alleen de genetische blauwdruk voor pathogene antigenen in menselijke cellen. De cellen gebruiken deze instructies vervolgens om de antigenen zelf samen te stellen, die vervolgens een specifieke immuunreactie veroorzaken.
Simpel gezegd: met op genen gebaseerde vaccins wordt een deel van het tijdrovende productieproces van vaccins – het verkrijgen van de antigenen – verplaatst van het laboratorium naar menselijke cellen.
Wat is DNA en mRNA?
De afkorting DNA komt oorspronkelijk uit de Engelse taal en staat voor deoxyribonucleïnezuur (kortweg DNA). Het is de drager van genetische informatie in de meeste organismen, inclusief de mens. DNA is een dubbelstrengige keten van vier bouwstenen (bases genoemd) die in paren zijn gerangschikt – vergelijkbaar met een touwladder.
Om een specifiek eiwit te produceren, maakt de cel eerst met bepaalde enzymen (polymerasen) een ‘kopie’ van het DNA-fragment met de bijbehorende bouwinstructies (gen) in de vorm van enkelstrengs mRNA (messenger ribonucleïnezuur).
DNA-vaccins bevatten de DNA-blauwdruk (gen) voor een antigeen van een ziekteverwekker. In mRNA-vaccins is deze antigeenblauwdruk al aanwezig in de vorm van mRNA. En zo werkt immunisatie met een DNA- of mRNA-vaccin:
mRNA-vaccin
Enerzijds beschermt dit het kwetsbare mRNA, anderzijds vergemakkelijkt het de opname van het vreemde genetische materiaal in een lichaamscel.
De verpakking kan bijvoorbeeld bestaan uit lipidenanodeeltjes, kortweg LNP (lipiden = vetten). Soms wordt het vreemde mRNA ook in liposomen verpakt. Zodra het vreemde mRNA in een cel is opgenomen, wordt het direct in het cytoplasma ‘gelezen’.
Het lichaam vormt nu onder andere overeenkomstige antilichamen. Hierdoor kan het lichaam bij een ‘echte’ infectie snel reageren op de ziekteverwekker zelf. Het gevaccineerde messenger-RNA wordt daarentegen relatief snel weer afgebroken.
DNA-vaccin
De DNA-blauwdruk van een pathogeenantigeen wordt meestal eerst ingebouwd in een kunstmatig plasmide of vectorvirus. Een plasmide is een klein, ringvormig DNA-molecuul dat doorgaans voorkomt in bacteriën.
Het wordt vervolgens opgenomen in de envelop van de cel. Dit vreemde eiwit op het celoppervlak activeert uiteindelijk het immuunsysteem. Het veroorzaakt een specifieke afweerreactie. Als de gevaccineerde persoon vervolgens besmet raakt met de eigenlijke ziekteverwekker, kan het lichaam deze sneller bestrijden.
Zijn er risico’s verbonden aan de vaccins?
Mogelijke risico's
Kunnen mRNA-vaccins het menselijk genoom veranderen?
Het is vrijwel onmogelijk dat mRNA-vaccins het menselijk genoom kunnen beschadigen of veranderen. Hier zijn verschillende redenen voor:
mRNA komt de celkern niet binnen
mRNA kan niet in DNA worden geïntegreerd
Ten tweede hebben mRNA en DNA een verschillende chemische structuur en kunnen daarom niet in het menselijk genoom worden opgenomen.
Kunnen DNA-vaccins het menselijk genoom veranderen?
Bij zogenaamde DNA-vaccins ligt de situatie enigszins anders. De structuur komt overeen met menselijk DNA. Deskundigen achten het echter ook uiterst onwaarschijnlijk dat ze daadwerkelijk onbedoeld in het menselijk genoom kunnen worden opgenomen: jarenlange experimenten en ervaringen met DNA-vaccins die al zijn goedgekeurd voor gebruik in de diergeneeskunde hebben hiervoor geen bewijs opgeleverd.
Het risico lijkt hier niet hoger te zijn dan bij de klassieke dode en levende vaccins. Iedere vorm van vaccinatie heeft een activerende werking op het immuunsysteem. In zeer zeldzame gevallen kan dit zelfs resulteren in een auto-immuunreactie. Het varkensgriepvaccin zorgde er later voor dat ongeveer 1600 mensen narcolepsie ontwikkelden.
Gezien de vele miljoenen doses vaccin die worden toegediend, lijkt het risico zeer laag. Bovendien kunnen virusziekten zelf ook leiden tot een auto-immuunziekte.
Nee. Volgens de huidige kennis bereiken de actieve ingrediënten van het vaccin de eicellen en het sperma niet.
De voordelen van DNA- en mRNA-vaccins
DNA- en mRNA-vaccins kunnen snel en in voldoende hoeveelheden worden geproduceerd. Ook moet het mogelijk zijn om zich in korte tijd aan te passen aan nieuwe ziekteverwekkers. ‘Klassieke vaccins’ moeten tegen hoge kosten worden geproduceerd – ziekteverwekkers moeten eerst in grote hoeveelheden worden gekweekt en hun antigenen moeten worden geëxtraheerd. Dit wordt als ingewikkeld beschouwd.
Bij het vergelijken van DNA- en mRNA-vaccins hebben deze laatste enkele voordelen: de accidentele opname in het menselijk genoom is bij hen zelfs nog minder waarschijnlijk dan bij DNA-vaccins.
Bovendien hebben ze geen boosters nodig – ook wel adjuvantia genoemd – om een effectieve immuunrespons op te wekken.
DNA- en mRNA-vaccins: huidig onderzoek
Daarnaast werken farmaceutische bedrijven momenteel aan DNA-vaccins tegen ongeveer twintig verschillende ziekten, waaronder griep, AIDS, hepatitis B, hepatitis C en baarmoederhalskanker (meestal veroorzaakt door infectie met HPV-virussen). Hieronder vallen ook therapeutische vaccinkandidaten, dat wil zeggen vaccinkandidaten die kunnen worden toegediend aan mensen die al ziek zijn (bijvoorbeeld kankerpatiënten).
