Sinds het eerste pokkenvaccin in 1796 werken de meeste vaccins op dezelfde manier: een verzwakte, dode of gemanipuleerde dosis van ziekteverwekkende virussen of bacteriën wordt ingespoten, waardoor het lichaam immuun wordt voor de ziekte.
Dat veranderde allemaal in 2020, toen de eerste mRNA-vaccins tegen het coronavirus het daglicht zagen. Het belangrijkste verschil is dat deze vaccins kunnen worden geproduceerd met bekende stoffen uit het laboratorium en kunnen worden aangepast aan specifieke behoeften.
De doorbraak heeft niet alleen in recordtijd een doeltreffend middel tegen een wereldwijde pandemie opgeleverd, maar ook de weg gebaand voor een potentiële vaccinrevolutie die een einde kan maken aan hiv, malaria en bepaalde soorten kanker.
Recente proeven laten veelbelovende resultaten zien tegen ziekten als MS en hiv, wat erop duidt dat er een regelrechte vaccinrevolutie voor de deur staat.
Lichaamscellen worden vaccinfabrieken
Het zogeheten boodschapper-RNA is een DNA-achtig molecuul dat in menselijke cellen kan worden ingebracht en de cel kan leren bepaalde eiwitten aan te maken, zoals viruseiwitten.
Wanneer de cel de eiwitten vormt, leert het immuunsysteem het virus kennen en kan het een infectie van buitenaf bestrijden.
RNA maakt je immuunsysteem gevechtsklaar
Een vaccin beschermt je tegen virussen doordat het je immuunsysteem leert het virus te herkennen en aan te vallen. Diverse nieuwe coronavaccins bereiken dit doel via de DNA-achtige stof RNA, die ervoor zorgt dat je cellen de eiwitten van het virus aanmaken.
1. Vetbolletjes leveren mRNA aan cellen
De onderzoekers maken mRNA (wit) met genetische instructies om het zogeheten spike-eiwit van het coronavirus te bouwen. Het RNA is verpakt in vetbolletjes (geel) en wordt in het lichaam gespoten. De vetbolletjes brengen het RNA vervolgens tot in de cellen.
2. Cellen bouwen viruseiwit
Je cellen gebruiken meestal mRNA – gemaakt op basis van de genen in je eigen DNA – om eiwitten te bouwen. Het vaccin gebruikt deze machinerie (geel) om spike-eiwitten (rode driehoekjes) te bouwen. Deze nieuwe eiwitten gaan de bloedbaan in.
3. Immuuncellen snijden eiwit in stukken
De spike-eiwitten worden opgenomen door de zogeheten antigeenpresenterende cellen (wit) van het immuunsysteem. Ze breken het eiwit af in kleine fragmenten die zich nestelen op de MHC-II-moleculen (grijs) op het oppervlak van de immuuncellen.
4. Immuunsysteem bereidt zich voor op een aanval
De T-helpercellen van het immuunsysteem (lichtgeel) hechten zich aan de fragmenten en activeren vervolgens andere immuuncellen (geel en groen) – inclusief de B-cellen, die antistoffen tegen het virus aanmaken, en T-killercellen, die besmette cellen doden.
MRNA-vaccins kunnen in veel minder tijd worden geproduceerd en aangepast dan andere vaccins. Onderzoek schetst al een beeld van de ziekten waartegen het vaccin zich nu richt.
In een fase 1-studie wisten onderzoekers bij 97 procent van de patiënten een speciaal type antistof tegen hiv te produceren, dat gericht is tegen de vele mutaties van het virus.
Nu wordt het vaccin bijgewerkt met mRNA-technologie van Moderna.
Onlangs patenteerden onderzoekers van Yale een vaccin tegen malaria met een zogeheten zelfversterkend mRNA-vaccin, dat vergelijkbaar is met een mRNA-vaccin, maar waarbij de dosis kleiner is.
VIDEO: Daarom is malaria zo moeilijk te bestrijden
Het mRNA-platform van Biontech is zodanig aangepast dat het MS kan behandelen bij proefmuizen. De inenting voorkwam bij alle behandelde muizen dat er symptomen van de ziekte optraden.
Nu schaaft Biontech de technologie bij voor een vaccin tegen huidkanker, dat er volgens het bedrijf ‘over een paar jaar’ aankomt.
De lijst van vroege of hoopgevende proeven met mRNA-vaccins gaat verder met griep, zika en rabiës.
Vaccinrevolutie op meerdere fronten
Al tientallen jaren zijn mRNA-vaccins theoretisch mogelijk, maar de grote doorbraken ervan zijn uitgebleven omdat het onderzoek ernaar geen economische stimulans heeft gekregen.
Met het uitbreken van de coronapandemie ontstond de economische prikkel en werden de eerste mRNA-vaccins in recordtijd ontwikkeld.
Ook andere vaccintechnologieën winnen terrein. In Denemarken ontwikkelen onderzoekers van de universiteit van Kopenhagen een COVID-19-vaccin dat gedurende drie jaar immuniteit verschaft, waarbij gebruik wordt gemaakt van een heel nieuw platform dat cVLP-technologie (capsid virus-like particle) wordt genoemd.
Het oorspronkelijke doel van de onderzoekers was een malariavaccin te maken – en als zij erin slagen COVID-19 aan te pakken, zal dit weer een nieuwe manier zijn om malaria te bestrijden.