Nästa generations vacciner: En ny gräns för sjukdomsbekämpning

Vacciner har länge varit en grund för folkhälsan och skyddar individer och samhällen från infektionssjukdomar. Traditionella metoder för utveckling och leverans av vaccin kan dock vara långsamma, dyra och ha begränsningar i sin effektivitet mot vissa patogener. Under de senaste åren har forskare utvecklat innovativa tekniker och metoder för att förbättra effektiviteten, säkerheten och hastigheten vid utveckling och leverans av vacciner.

Hur viktigt är det att utveckla ny vaccinteknik?

Att utveckla nya vaccintekniker är avgörande av flera skäl:

Hantering av framväxande och återkommande infektionssjukdomar: I takt med att nya sjukdomar dyker upp och andra återkommer finns det ett behov av nya och mer effektiva vacciner för att förebygga och kontrollera spridningen av dem. Utvecklingen av ny vaccinteknik kan bidra till att möta dessa utmaningar och ge snabbare, säkrare och effektivare sätt att förebygga och kontrollera infektionssjukdomar.

Förbättra tillgången till vaccin: Många traditionella vacciner kräver kylning, vilket gör det svårt att distribuera och förvara dem i avlägsna områden med små resurser. Utveckling av ny vaccinteknik som inte kräver kylning kan förbättra tillgängligheten och bidra till att säkerställa att människor i avlägsna områden med små resurser har tillgång till livräddande vacciner.

Förbättrad vaccinsäkerhet: Traditionella vacciner är i allmänhet säkra, men sällsynta biverkningar kan förekomma. Att utveckla nya vaccintekniker som är säkrare och har färre biverkningar kan öka förtroendet för vacciner och bidra till att minska tveksamheten till vacciner.

Tillhandahålla lösningar för icke-infektiösa sjukdomar: Nästa generations vacciner kan komma att användas vid icke-infektiösa sjukdomar som cancer, allergier och autoimmuna sjukdomar. Utvecklingen av ny vaccinteknik som kan användas för att förebygga och behandla dessa sjukdomar har potential att förändra det medicinska området.

Vad är nästa generations vacciner?

Med nästa generations vacciner avses en ny generation vacciner som använder innovativa tekniker och metoder för att förbättra effektiviteten, säkerheten och hastigheten vid utveckling och leverans av vacciner. Dessa vacciner syftar till att hantera begränsningarna i traditionella vaccinplattformar, som kan vara långsamma och dyra att producera, ha begränsad effekt mot vissa patogener och kan kräva upprepade boosterdoser.

Några exempel på nästa generations vaccinteknik är

RNA-vacciner

RNA-vacciner är en typ av nästa generations vaccin som använder genetiskt material som kallas budbärar-RNA (mRNA) för att framkalla ett immunsvar mot en specifik patogen. RNA-vacciner fungerar genom att mRNA förs in i kroppen och instruerar cellerna att producera ett virusprotein som utlöser ett immunsvar. Immunsvaret hjälper kroppen att känna igen och bekämpa patogenen vid framtida exponering.

RNA-vacciner har fått stor uppmärksamhet de senaste åren på grund av deras användning i utvecklingen av covid-19-vacciner. Covid-19-vaccinerna från Pfizer-BioNTech och Moderna är båda mRNA-vacciner som har visat sig vara mycket effektiva för att förebygga covid-19-infektion.

Fördelarna med RNA-vacciner är bl.a:

Snabb utveckling: De kan utformas och produceras mycket snabbare än traditionella vacciner, som kräver att patogenen odlas i stora mängder och inaktiveras eller försvagas. Detta gör RNA-vacciner till ett attraktivt alternativ för att ta itu med nya infektionssjukdomar.

Lätt att anpassa: RNA-vacciner kan enkelt anpassas till olika stammar eller varianter av en patogen genom att ändra den genetiska sekvensen hos mRNA.

Säkerhet: RNA-vacciner innehåller inte levande eller inaktiverade virus, vilket gör dem säkra för personer med nedsatt immunförsvar eller allergier mot vissa vaccinkomponenter.

Effektivitet: RNA-vacciner kan framkalla starka och specifika immunsvar, vilket kan ge ett bättre skydd än traditionella vacciner.

Virusvektorvacciner

Virusvektorvacciner är en typ av vaccin som använder ett virus för att leverera genetiskt material till mänskliga celler. Det virus som används är vanligen en försvagad eller modifierad version av ett annat virus som inte orsakar sjukdom hos människor, men som fortfarande kan replikera i mänskliga celler. Det genetiska material som tillförs kodar vanligtvis för ett specifikt antigen, dvs. en molekyl som immunsystemet uppfattar som främmande och reagerar mot.

När ett virusvektorvaccin administreras tränger viruset in i mänskliga celler och frigör det genetiska materialet. Cellerna använder sedan detta genetiska material för att producera antigenet, som presenteras på deras yta. Immunsystemet uppfattar antigenet som främmande och inleder en immunreaktion mot det genom att producera antikroppar och aktivera immunceller som kan känna igen och förstöra infekterade celler.

Här är några exempel på virusvektorvacciner:

Johnson & Johnson covid-19-vaccin: Använder ett modifierat adenovirus som vektor för att föra in en bit genetiskt material från SARS-CoV-2-viruset som orsakar covid-19 i celler.

AstraZenecas vaccin mot covid-19: Använder också ett modifierat adenovirus som vektor för att leverera genetiskt material från SARS-CoV-2-viruset. Det liknar Johnson & Johnsons vaccin men använder en annan adenovirusvektor.

Vaccin mot ebola: Använder ett rekombinant vesikulärt stomatitvirus (rVSV) som vektor för att föra in en gen för ebolavirusets glykoprotein i celler.

Vaccin mot humant papillomvirus (HPV): Använder ett modifierat virus som kallas en virusliknande partikel (VLP) som vektor för att föra in en bit genetiskt material från HPV i celler.

DNA-vacciner

DNA-vacciner är en typ av vaccin som använder en liten bit DNA för att utlösa ett immunsvar i kroppen. Det DNA som används i dessa vacciner innehåller genetiska instruktioner om att producera specifika antigener, dvs. proteiner som finns på ytan av patogener och som utlöser ett immunsvar. När ett DNA-vaccin injiceras i kroppen går DNA:t in i cellerna och instruerar dem att producera antigenet. Cellerna visar sedan antigenet på sin yta, vilket utlöser ett immunsvar.

DNA-vacciner har vissa fördelar jämfört med mer klassiska metoder, särskilt när det gäller snabb produktion, större termisk stabilitet vid rumstemperatur och enkel anpassning till nya patogener.

Här är några exempel på DNA-vacciner:

INO-4800 Vaccin mot covid-19: Använder en liten bit DNA som kodar för det spikprotein som finns på ytan av det SARS-CoV-2-virus som orsakar covid-19. Vaccinet tillförs cellerna med hjälp av en anordning som ger elektriska impulser till huden.

VGX-3100 HPV-vaccin: Den använder en liten bit DNA som kodar för antigenerna hos humant papillomvirus (HPV), som är känt för att orsaka livmoderhalscancer.

H5N1-influensavaccin: Använder en liten bit DNA som kodar för det hemagglutininprotein som finns på ytan av influensaviruset H5N1. Vaccinet har visat sig vara säkert och immunogent i kliniska prövningar.

Nanopartikelvacciner

Nanopartikelvacciner är en typ av vaccin som använder små partiklar för att leverera antigener till immunsystemet. Dessa partiklar kan tillverkas av en mängd olika material, inklusive lipider, proteiner och syntetiska polymerer, och är utformade för att efterlikna storleken och strukturen hos virus eller andra patogener.

När ett nanopartikelvaccin administreras tas partiklarna upp av immunceller, som sedan bearbetar antigenerna och presenterar dem för andra immunceller. Detta utlöser ett immunsvar som leder till produktion av antikroppar och aktivering av T-celler som kan känna igen och förstöra celler som är infekterade med det virus eller den bakterie som producerar antigenet.

En fördel är deras förmåga att efterlikna patogeners storlek och struktur, vilket kan förbättra deras förmåga att framkalla ett immunsvar. Dessutom kan de utformas för att riktas mot specifika celler eller vävnader, vilket möjliggör mer riktade immunsvar. De kan också vara mer stabila och ha längre hållbarhet än traditionella vacciner, vilket kan vara viktigt för distribution i miljöer med små resurser.

Här är några exempel på nanopartikelvacciner:

Moderna covid-19-vaccin: Detta vaccin använder lipidnanopartiklar för att leverera mRNA som kodar för spikproteinet i SARS-CoV-2-viruset.

Vaccin mot malaria: Malariavaccinet RTS,S använder nanopartiklar som består av ett ytantigen från hepatit B och en del av malariaparasiten för att stimulera ett immunsvar mot malaria.

Vaccin mot influensa: FluMist-influensavaccinet använder levande försvagade influensaviruspartiklar som ett nanopartikelvaccin för att stimulera ett immunsvar mot influensa.

Nästa generations vacciner har potential att revolutionera vaccinologin genom att erbjuda snabbare, säkrare och mer effektiva sätt att förebygga och kontrollera infektionssjukdomar. De kan också komma att användas vid icke-infektiösa sjukdomar som cancer, allergier och autoimmuna sjukdomar. Det krävs dock ytterligare forskning och utveckling för att fullt ut kunna utnyttja potentialen hos dessa nya tekniker.

Lägg till visuell effekt till dina affischer med vetenskapliga illustrationer

Mind the Graph är en onlineplattform som erbjuder forskare ett bibliotek med vetenskapligt korrekta och visuellt effektfulla illustrationer för att förbättra deras affischer, presentationer och publikationer. Plattformen har ett enkelt och intuitivt gränssnitt som gör att användarna kan söka efter och anpassa illustrationerna så att de passar deras specifika behov.

Börja vila med Mind the Graph