Hoe werkt het mRNA-coronavaccin? En is het veilig?
Je hebt niets gemist tijdens je lessen biologie: als je nog maar 10 jaar geleden had gezegd dat je mensen tegen infecties kon beschermen door ze te injecteren met mRNA, dan zou je verbaasde blikken hebben uitgelokt, zelfs bij sommige vaccinologen.
De beloftevolle coronavaccins van Pfizer-BioNTech en Moderna maken gebruik van een technologie die nooit eerder gebruikt werd voor de ontwikkeling van vaccins (1). Geen wonder dat er vragen rijzen. Daarom een kleine les biologie:
RNA is chemisch verwant met DNA: de bouwsteentjes (nucleotiden) zijn ongeveer dezelfde. Terwijl het genetisch materiaal (genen) in een celkern is opgebouwd uit DNA, zorgt RNA ervoor dat de codes van de genen tot expressiegebracht worden in de cellen.
mRNA (m staat voor ‘messenger’, in het Nederlands ‘boodschapper’) is een vorm van RNA dat codes van DNA kan omzetten in eiwitten. Eigenlijk fungeert mRNA als transportsysteem voor de genetische informatie die in het DNA is vastgelegd.
Zodra een deel van het DNA in de celkern wordt overgeschreven naar mRNA, beweegt dat mRNA uit de celkern naar het cytoplasma van de cel (de omgeving in de cel buiten de kern).
In dat cytoplasma zitten ‘fabriekjes’ (ribosomen) die mRNA omzetten in eiwitten. De 'fabriekjes' van de gastheercel worden gebruikt om viruseiwit te maken.
Voor alle eiwitten die geproduceerd worden in je lichaam bestaat er een specifieke code in het DNA en worden er specifieke mRNA-moleculen aangemaakt.
mRNA-technologie bij vaccinontwikkeling
Ook coronavirussen hebben een genetische code die alle informatie bevat van de bouwstenen waaruit ze zijn opgebouwd. Om een mRNA-vaccin te ontwikkelen, leggen wetenschappers de genetische code van een bepaald eiwit uit het coronavirus vast in een mRNA-fragment dat synthetisch wordt aangemaakt.
Inenting met een mRNA-vaccin
Wanneer een mRNA-vaccin geïnjecteerd wordt, dan moet het synthetisch mRNA uit het vaccin in je lichaamscellen geraken. Door het mRNA te verpakken in een vetmanteltje (nanopartikeltje), geraakt het vlot in je cellen.
Daar kan het, net als andere lichaamseigen mRNA-moleculen, worden omgezet in eiwit, in dit geval in een eiwit van het coronavirus (het spike-eiwit in de stekeltjes).
Omdat het aangemaakte eiwit lichaamsvreemd is, reageert je afweersysteem erop door antistoffen en andere immuuncellen tegen dit corona-eiwit aan te maken.
De mRNA-technologie waarop een aantal coronavaccins gebaseerd zijn, maakt dus vernuftig gebruik van een celmechanisme dat mRNA omzet in eiwitten.
De synthetische mRNA-fragmenten die gebruikt worden voor deze vaccins, zijn niet stabiel genoeg. Ze worden daarom ingepakt in vetmanteltjes, zogenaamde nanopartikeltjes. Daarvoor worden onschadelijke vetmoleculen gebruikt. Dankzij die vetpartikeltjes geraakt het mRNA ook in de cellen.
Veiligheid
Het synthetisch mRNA uit het vaccin kan niet doordringen tot de celkern en komt dus niet in contact met menselijk DNA. Bovendien is het zo verschillend van ons menselijk DNA dat het dit nooit zou kunnen wijzigen of beschadigen.
Tot slot is mRNA weinig stabiel en wordt het snel (binnen de tien uur) afgebroken in de cellen. Die fragiliteit zorgt er ook voor dat deze vaccins in zo’n extreem lage temperaturen (-70°C) moeten bewaard worden.
Welke ervaring hebben we met RNA-vaccins?
Sinds een jaar of twintig worden RNA-vaccins ontwikkeld. Er zijn veelbelovende resultaten tegen kanker en verschillende infectieziekten bij proefdieren. De meeste ervaring met mRNA-vaccins bij mensen is opgedaan bij de ontwikkeling van therapeutische kankervaccins, voor kleine groepen patiënten die lijden aan kankers zoals melanoom, borstkanker of prostaatkanker. Er wordt dan een vaccin gemaakt tegen een specifiek kenmerk (eiwit) van de tumor. Maar die vaccins zijn bedoeld als behandeling, niet om een ziekte te voorkomen, zoals nu bij covid-19.
Ook tegen een aantal infectieziekten zijn al experimentele mRNA-vaccins gemaakt. De afgelopen jaren zijn een paar kleine studies opgezet bij mensen, tegen hiv, hondsdolheid, zika en griep.
Conclusie
De nieuwe mRNA-coronavaccins bevatten synthetisch mRNA dat de code draagt van een bepaald eiwit van het coronavirus. Die code wordt door je lichaamscellen omgezet in eiwit van het coronavirus. Dat eiwit wordt door je immuunsysteem herkend als lichaamsvreemd, waardoor je antistoffen en andere afweercellen tegen het coronavirus vormt. Het synthetisch mRNA heeft geen invloed op je genetisch materiaal (DNA). Deze mRNA-techniek is relatief nieuw voor vaccins, maar wordt al langer gebruikt in bepaalde kankermedicijnen.
Dit filmpje legt nog eens uit hoe het mRNA-vaccin werkt:
