Vaccinutveckling i raketfart

Karin Loré, professor i vaccinimmunologi vid institutionen för medicin, Solna, Karolinska Institutet, förklarar att de är ett efterlängtat tillskott i mänsklighetens vaccinarsenal.

– Ett vaccin är något som ser ut som ett virus eller annat smittämne och som man kan använda för att skapa ett minne i immunförsvaret. När sen det riktiga smittämnet exponeras för immunförsvaret så finns redan tränade soldater där, säger hon.

Ett historiskt klassiskt sätt att utveckla ett vaccin är att försvaga en mikroorganism, exempelvis ett virus, så att det inte längre gör oss sjuka. Om viruset ändå stimulerar vårt immunförsvar så kan det fungera som vaccin.

– De här levande vaccinen är ofta de bästa vaccinen eftersom de ser ut och beter sig mest som den riktiga sjukdomsframkallande mikroorganismen, säger Karin Loré.

Levande virus

Men levande virus kan ibland vara för riskabelt att använda. I många vaccin används därför avdödade virus eller bara en liten del av dem. Vanligen ett protein som sitter på ytan och är exponerat för immunförsvaret – precis som coronavirusets spike-protein.

– Ett protein aktiverar inte immunförsvaret så kraftigt. Därför kan det behövas ges vid flera tillfällen och kombineras med en adjuvans, ett ämne som kittlar immunförsvaret lite extra, säger Karin Loré.

Även om produktionsteknikerna för protein har gjort stora framsteg så kan det vara en utmaning att masstillverka proteiner som ser ut på ett korrekt sätt som sedan måste karaktäriseras och kombineras med rätt adjuvans för att bli ett fungerande vaccin, förklarar Karin Loré.

Forskarna har alltid sneglat på hur våra egna celler producerar proteiner: I cellkärnan finns ritningar för kroppens proteiner lagrade i form av DNA-sekvenser. Vid behov översätts DNA till budbärar-RNA (mRNA) som lämnar cellkärnan och instruerar bildandet av protein.

Tanken med mRNA-vaccin är att smuggla in ritningar för virusprotein i våra celler i form av mRNA-molekyler. Cellerna kan då tillfälligt producera virusproteinet, vilket i sin tur leder till ett immunsvar.

Redan år 1994 visade forskare vid Karolinska Institutet att RNA kan aktivera immunförsvaret hos möss. Sedan dess har tekniken förfinats i vaccinfältet och på senare år har forskare testat mRNA-vaccin mot virus som influensa, rabies, zika och ebola i djur och människor.   

Medicinska tillämpningar av mRNA-teknik

Några företag såsom BioNTech, Moderna och CureVac hade under flera år satsat på medicinska tillämpningar av mRNA-teknik och de var väl förberedda när coronapandemin satte allt ljus på vaccinfrågan. Plötsligt var det extremt bråttom och startsträckan för att börja utveckla ett mRNA-vaccin var kort.

– Har man bara den genetiska sekvensen så räcker det i princip med att knappa in den i syntetiseringsmaskinen och så har man lagt grunden till det nya vaccinet – det går snabbt, säger Karin Loré.

Den genetiska sekvensen för sars-cov-2 publicerades i mitten av januari 2020. Två månader senare, den 15 mars, hade företaget Moderna i rekordfart tagit fram en vaccinkandidat och börjat prova den på människor i kliniska studier.

Inte heller Matti Sällberg räknar med att mRNA-vaccin är den enda vinnaren i vaccinracet. Han tror att vi kommer behöva en mix av vacciner som används för olika ändamål och passar olika grupper. 

En nackdel med de mRNA-vaccin som hittills godkänts är att de är känsliga för värme och behöver förvaras i frys. Enligt Matti Sällberg kan de också vara svåra att producera i tillräcklig mängd.

– Den största flaskhalsen är att produktionsanläggningar saknas. Det finns inte på plats runt om i världen för den här nya tekniken, säger han.

Utveckla ett DNA-vaccin

Själv arbetar han med att utveckla ett DNA-vaccin som riktar in sig mot fler delar än bara spike-proteinet.

– Vi är som sniglar jämfört med de stora bolagen, men vi tror att vi kan komplettera den här snabba utvecklingen genom att erbjuda ett vaccin som fungerar mot flera coronavarianter, säger Matti Sällberg.

DNA-vaccin fungerar på snarlikt sätt som mRNA-vaccin. Skillnaden är att den genetiska sekvensen som utgör vaccinet är en DNA-molekyl istället för en mRNA-molekyl.

– Fördelen är att vaccinet kan förvaras i rumstemperatur eftersom DNA är en mer stabil molekyl. Det kan också vara en fördel att vaccinet är aktivt lite längre i kroppen innan det bryts ned, säger Matti Sällberg.

mRNA-vaccinen gör sitt jobb i cytoplasman i cellen men DNA-vaccin behöver hjälp för att ta sig igenom ytterligare en barriär, in till cellkärnan. I dagsläget används en elpistol för att ge en liten elektrisk stöt som öppnar upp porer i cellkärnan.

– Det är en nackdel men inget oöverstigligt problem. Den här utrustningen finns på många sjukhus så DNA-vaccin skulle redan nu utan problem kunna användas för exempelvis sjukvårdspersonal, säger Matti Sällberg.

En klar fördel med både mRNA- och DNA-vaccin är deras flexibilitet.

–  Om virusets genetiska kod ändras så att vaccinet inte längre fungerar kan vi snabbt uppdatera vaccinet på motsvarande sätt. Det går att göra på kanske två veckor, säger Matti Sällberg.

Den naturliga infektionen

Det är inte säkert att vaccin kan stoppa en sjukdom som har fått stor spridning. En avgörande faktor är hur lång immunitet ett vaccin kan ge. Det kan vara svårt att ta fram ett vaccin som ger bättre immunitet än den naturliga infektionen.  

– Mässling ger till exempel en livslång immunitet och det gör oftast vaccinet också. Vanliga förkylningar ger inte särskilt lång immunitet så det skulle nog inte heller ett vaccin göra. Vanligt cirkulerande säsongs-coronavirus verkar kunna ge immunitet som varar under något eller ett par år och med sars-cov-2 vet man inte än, säger Karin Loré.

Forskningen hittills tyder på att vaccin ger immunitet i åtminstone sex månader. Matti Sällberg tror att det kan räcka för att få pandemin under kontroll och undvika återkommande vågor som överbelastar sjukvården, men det återstår att se.

– Det fungerar inte om hela mänskligheten måste vaccinera sig var tredje månad, men en gång om året eller mer sällan kanske vi kan klara av. Vi får se, men som jag ser det är vaccin den enda utvägen, säger Matti Sällberg.

Drömmen är ett universellt coronavaccin som fungerar mot många virusvarianter och ger lång immunitet.

– Det blir svårt men det kan gå, därför måste vi fortsätta forska.