Het stukje genetische software dat ons moet bevrijden van Covid-19

Het Amerikaanse Moderna heeft een vaccin in de pijplijn op basis van een stukje erfelijke code. ©AFP

Een tongbreker blijkt het wondermiddel om straks weer stadions te vullen, cafés te doen vollopen en elkaar zonder schrik vast te nemen. De twee meest beloftevolle vaccins draaien op een brokje genetische software dat de geneeskunde dooreen gaat schudden: mRNA.

De vaccins van het Amerikaanse Moderna en de Duits-Amerikaanse tandem BioNTech/Pfizer boeken verbluffende resultaten in het beschermen van mensen tegen een infectie met het coronavirus. Beide vaccins maken gebruik van dezelfde nieuwe revolutionaire technologie, mRNA, die na 25 jaar research voor de grote doorbraak staat. Dissectie van een vierletterwoord dat ons moet verlossen van de covidpandemie.

Hoe werkt het?

Bij de uitleg zal het even letterwoorden blijven regenen. In de kern van al onze cellen zit ons DNA, de blauwdruk met alle genetische code. Zie het als onze server waarop alle info staat voor de productie van in totaal 3.000 eiwitten. Elk van die eiwitten staat voor een functie die ons lichaam doet draaien.

©Filip Ysenbaert

Naast DNA is er ook RNA. Dat is een stukje DNA waarin instructies staan voor de aanmaak van een eiwit. Zie RNA als de software, waarbij DNA een klein stukje van onze volledige genetische code op een USB-stick schrijft. Die stick wordt vervolgens geplugd in onze cellen, waar de opdracht volgt - vandaar boodschapper- of m(essenger)RNA - eiwit aan te maken. Welk eiwit dat moet worden, reist mee in de RNA-code. Die bestaat uit een keten van genetisch materiaal waarvan de opeenvolging bepaalt welk eiwit het wordt.

RNA valt te reproduceren in een proefbuis. Een kopie van het virus-RNA, ook dat heeft een eigen genetische QR-code, wordt vervolgens gedoopt in een druppel olie, in het jargon 'lipide nanopartikels'. Dat laagje errond is nodig omdat RNA een erg onstabiele molecule is die begint af te breken zodra die in contact komt met stofjes in bloed en cellen.

Daarmee is de vaccinspuit klaar. Na een shot dringt het onze cellen binnen, lost de vetlaag op en begint de aanmaak van eiwit. Niet zomaar een eiwit, maar S-eiwit (vervat in de genetische code van het virus). Dat proces doet onze cellen eruitzien als het coronavirus met zijn typische doornen, als een kroon. Omdat ons afweersysteem het lichaamsvreemde krooneiwit niet kent, begint het met de aanmaak van antilichamen. Dat zijn eiwitten die het virus neutraliseren zodat het zich niet kan voortplanten.

Een tweede buffer is de productie van T-cellen, witte bloedcellen die geïnfecteerde cellen ruimen. Ook al verdwijnen zowel RNA als eiwitten na een korte periode, in principe is ons lichaam via de opbouw van immuungeheugen voldoende gewapend om bij echt viruscontact terug te vechten. Antistoffen en T-cellen circuleren via het bloed in ons lijf naar kritische plekken als de neus en de longen. Dat mRNA snel oplost, verklaart mee waarom na een eerste vaccinspuit na drie weken een tweede boostershot nodig is - de eerste start de motor, de tweede zet er een turbo op.

Is het moeilijk?

'Het kleinste kind kan RNA maken', zegt Kris Thielemans. Hij is immunoloog en emeritus professor en werkte 25 jaar rond RNA. Hij heeft samengewerkt met Ugur Sahin, de oprichter van BioNTech. 'Een ander paar mouwen is het lipide nanopartikel, dat is nieuw voor de farma-industrie. Die oliefilm, een mix van vier à vijf lipiden, moet sterk genoeg zijn om het RNA buiten het lichaam te bewaren, in ons lijf ongeschonden tot in de cel te krijgen en tegelijk voldoende oplosbaar om het RNA vrij te geven zodat de eitwitproductie kan beginnen.' Simpel gesteld lijkt het op de juiste mayonaise kloppen. Die kan ook schiften als het niet goed gebeurt.

De oliefilm rond het stukje gencode, een mix van vier à vijf lipiden, moet sterk genoeg zijn om het RNA buiten het lichaam te bewaren, in ons lijf ongeschonden tot in de cel te krijgen en tegelijk voldoende oplosbaar om het RNA vrij te geven zodat eitwitproductie kan starten.
Kris Thielemans
Emeritus professor en immunoloog (VUB)

Het recept is een gepatenteerd bedrijfsgeheim. Thielemans: 'Dat het vaccin van Pfizer op -70 graden moet worden bewaard en dat van Moderna op -20 is te wijten aan een verschillend lipidepakketje. De uitdaging voor de toekomst is bewaren op kamertemperatuur mogelijk maken. Maar dat zal wel nog even duren. Als het lipide nanopartikel verandert, moet het vaccin opnieuw helemaal gecheckt worden op veiligheid en werking.'

Wat zijn de gevolgen voor de medische wetenschap?

Die zijn groot. Het opent niet alleen mogelijkheden voor vaccinontwikkeling. Het leidt wellicht ook tot een revolutie in kankertherapie, als alternatief of aanvulling op chirurgie, radio- en chemotherapie. Het werkt op dezelfde manier: ingespoten mRNA activeert ons immuunsysteem en T-cellen die lichaamsvreemde kankercellen ruimen.

Een derde optie is genezing van ziektes die eiwittekort als oorzaak hebben. Zo zou het vernevelen van RNA in de longen de productie van een type eiwit kunnen opwekken - eiwit dat nu door een erfelijke aandoening bij sommige mensen ontbreekt en tot taaislijmziekte leidt. Niet meer zo verre toekomstmuziek is dat de samenstelling van het lipide nanopartikel vastlegt naar welke plek in ons lijf het mRNA reist - lever of milt bijvoorbeeld - om daar lokaal een eiwitexplosie te doen ontstaan.

Zitten er addertjes onder het gras?

Omdat mRNA zo'n vluchtige molecule is, breekt het na korte tijd volledig af. Er is dus geen gevaar dat het onze celkern, ons erfelijk materiaal verandert. Met de veiligheid zit het volgens Thielemans snor. Een minpunt is de vetmantel die noodzakelijk is. Productie op grote schaal door andere bedrijven is onmogelijk zolang Pfizer/BioNTech of Moderna zijn 'vetrecept' niet vrijgeeft. De kritiek op de patenten die de bedrijven erop hebben groeit.

Lees verder

Advertentie
Advertentie