Seksjonen Fra forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU, Cicero, Universitetet i Oslo, Universitetet i Tromsø, Universitetet i Sørøst-Norge og NMBU.

Vaksiner

Omikron: Slik lager man en ny vaksine som også beskytter mot muterte koronavirus

De nye mRNA-vaksinene gjør det mye lettere å holde tritt i kappløpet med koronaviruset. De gjør oss i stand til å lage nye vaksiner relativt fort.

Med 30 mutasjoner bare i piggeproteinet utgjør omikron en helt ny trussel.
Med 30 mutasjoner bare i piggeproteinet utgjør omikron en helt ny trussel. (Illustrasjon: Colourbox)

De nye mRNA-vaksinene gjør det mye lettere å holde tritt i kappløpet med koronaviruset. De gjør oss i stand til å lage nye vaksiner relativt fort.

  • Helse

Omikron har satt hele verden i alarmberedskap. Vaksineprodusentene Pfizer og Moderna har varslet at de nå vurderer om de skal oppdatere vaksinene sine slik at de også beskytter mot omikron-varianten av koronaviruset.

– Vi kommer ikke til å bli kvitt dette viruset. Jeg tror dette er et virus vi må lære oss å leve med på lik linje med influensavirus og andre virus, sier førstelektor Tone Gregers ved Kompetansesenter for undervisning i realfag og teknologi (KURT).

Det betyr at vi kanskje blir kjent med hele det greske alfabetet i årene som kommer. Først var det alfa, beta, gamma og delta, og nå er det omikron som dominerer nyhetsbildet.

Det er relativt enkelt å oppgradere mRNA-vaksiner

Forskerne vet ennå ikke hvor godt de nåværende vaksinene beskytter mot smitten og sykdommen som følger med nye varianter av koronaviruset. Men det som er sikkert, er at den nye vaksineteknologien, de såkalte mRNA-vaksinene, vil gjøre det lettere å holde tritt med mutasjoner i koronaviruset.

Fra alfa til omikron

Omikron er den 15. bokstaven i det greske alfabetet.
Omikron er en kort o, i motsetning til omega.
I moderne gresk er uttalen av omega og omikron lik, som norsk å.

Hittil har 13 koronavarianter fått navn fra det greske alfabetet: alfa, beta, gamma, delta, epsilon, zeta, eta, theta, iota, kappa, lambda, my og omikron.

Man har hoppet over bokstavene ny (fordi det ligner for mye på new) og ksi (fordi Xi er et vanlig etternavn) som egentlig ligger mellom my og omikron.

Kilde: Store norske leksikon

– Ja, absolutt. Det vil være enklere å lage nye vaksiner med denne teknologien. Det er også en billigere prosedyre enn produksjon av de mer tradisjonelle vaksineformatene, sier Gregers til Titan.uio.no.

– Fordelen med denne vaksineteknologien er at det tar kort tid å snu om. Hvis vi trykker på den store knappen, tar det tre måneder å lage en ny vaksine tilpasset omikron, sier vaksinekoordinator Richard Bergström til Aftenposten.

Det eneste man trenger for å sette i gang, er en komplett oversikt over arvestoffet til omikronviruset. Særlig til den delen av arvestoffet som inneholder koden for å lage det såkalte piggeproteinet, det viruset bruker for å feste seg til cellene våre.

Omikron har over 50 mutasjoner

Nettopp piggeproteinet har gått gjennom store endringer i omikronviruset.

– Det som er spesielt med omikronviruset, er at det har over 50 ulike mutasjoner. 30 av dem sitter i og rundt dette piggeproteinet. Det er en formidabel mengde med mutasjoner, sier Tone Gregers.

Dette er sannsynligvis noe av forklaringen på hvorfor det sprer seg så lett og hvorfor vi kan bli smittet selv om vi er vaksinert. Vaksinene som er i bruk nå, inneholder nemlig oppskriften på piggeproteinet til de første koronavariantene.

I en mRNA-vaksine er det heldigvis relativt enkelt å bytte ut denne oppskriften med en ny oppskrift, så fort den er klar. Alt annet kan overføres fra de nåværende vaksinene som vi vet at bringer oppskriften trygt frem til cellene våre.

– Det er bare en litt annen gensekvens i vaksinen enn den som var der forrige gang, sier Gregers.

Slik lyder kortversjonen. I et større perspektiv er nye vaksinemetoder bare enda et kapittel i den evige historien om samspillet og maktkampen mellom mennesker og virus.

Mutasjoner er en helt naturlig prosess

Det er langt fra noe nytt at virus endrer seg og får nye egenskaper. Når vi finner metoder for å forsvare oss, forsøker virusene å finne veier rundt forsvarsverkene våre. De gjør det ikke bevisst, men gjennom de naturlige prosessene som kalles mutasjoner.

Helt på slutten av 1700-tallet oppdaget Edward Jenner den første vaksinen, og i Norge ble koppevaksinen obligatorisk i 1810. Mot slutten av samme århundre sto Louis Pasteur for nye gjennombrudd i vaksineforskningen. De siste 100 årene har det stadig kommet teknologier som gjør vaksinene tryggere og mer effektive.

I løpet av koronapandemien har vitenskapen tatt et nytt, stort steg på vaksinefronten. Med mRNA-vaksiner står vi bedre rustet til å reagere relativt raskt på nye trusler.

Hva er det som gjør dem så tilpasningsdyktige? Og hva er det egentlig som skal til for å lage en helt ny vaksine som beskytter mot omikronviruset?

For å skjønne hvorfor mRNA-vaksiner gjør dette enklere og billigere, må vi først se på hvordan disse vaksinene fungerer.

mRNA bringer bud om hvilke proteiner cellen skal lage

RNA er en kopi av arvestoffet DNA. Hele tiden produseres det RNA inne i cellekjernene, der DNA-et ligger.

– RNA er en slags bruk og kast-versjon av arvestoffet som cellene lager ved behov og ødelegger ved behov, sier UiO-professor Anne Spurkland i Ekko – samfunnspodden på NRK Radio.

M-en i mRNA kommer fra det engelske ordet messenger, og på norsk kaller vi dem budbringer-RNA. De bringer bud fra cellekjernen om hvilke proteiner cellen skal lage.

Proteiner er molekyler som finnes i alt som lever. Det er rundt én million forskjellige proteiner i menneskekroppen, ifølge Store norske leksikon. Noen er byggesteiner til skjelett, muskler, hud og hår, andre proteiner utfører spesielle oppgaver i og mellom cellene. Antistoffer, som beskytter oss mot virus og bakterier, er også proteiner.

Virus har også proteiner. Det mest kjente er piggeproteinet, det som stikker ut og gjør at viruset kan feste seg på cellene i kroppen vår. På koronaviruset kalles dette for spike-proteinet. Og som for alle andre proteiner, finnes det mRNA inne i viruset som inneholder oppskriften på piggeproteinet.

Det er denne oppskriften, forskerne kaller det gensekvensen, du får inn i kroppen når du vaksineres med en mRNA-vaksine.

Kroppen selv produserer piggeproteiner

Når forskerne har klart å finne ut akkurat hvilken del av genene som gir denne oppskriften, kan de lage gensekvensen selv i laboratoriet. Disse mRNA-bitene pakkes i bitte små fettdråper for at de skal overleve ferden ut i kroppen der de kan bli tatt opp av cellene dine.

– Når dette plukkes opp av cellene våre, vil cellene produsere piggeproteinet, sier Spurkland.

Dette er en snarvei fra tidligere vaksinetyper der proteinet måtte lages på lab’en før vaksinen var klar. Det er altså kroppen selv som produserer piggeproteinet den skal forsvare seg mot.

Dette er en snarvei fra andre vaksinetyper, såkalte subenhetsvaksiner, der proteinet må lages på lab’en før vaksinen er klar. Med mRNA-vaksiner er det altså kroppen selv som produserer piggeproteinet den skal forsvare seg mot.

– Når piggeproteinet slipper ut av cellene, vil immunforsvaret reagere på det. Da får vi en beskyttelse som om vi allerede hadde blitt virusinfisert. Hvis vi blir smittet etter vaksinering, vil immunforsvaret ha et forsprang så det kan hindre viruset i å infisere så mange celler, sier Spurkland.

Omikron er en helt ny trussel

Vaksinene vi har nå, er laget med mRNA fra de aller første koronavariantene. For hver nye mutasjon skjer det endringer i genene til viruset, men det er ikke sikkert forskjellene er så store at vi trenger nye vaksiner. Med omikron kan dette være annerledes.

Med 30 mutasjoner bare i piggeproteinet utgjør omikron en helt ny trussel. En trussel som kanskje betyr at det vil være lurt med en oppdatert vaksine. En vaksine som inneholder oppskriften på den nye varianten av piggeproteinet.

Dette kan altså være enklere med de nye mRNA-vaksinene, men hvordan går de frem når de skal lage en omikronvaksine?

– De må kjenne til den nye gensekvensen til piggeproteinet. Det eneste du trenger, er den mRNA-biten, den kodende delen av dette proteinet, sier Gregers.

Måten vaksinene produseres på, er relativt enkel og foregår i en bioreaktor i laboratoriet. Bioreaktoren er en beholder hvor hundretusenvis av mRNA-molekyler fremstilles fra et DNA-molekyl ved hjelp av biokjemiske reaksjoner. Akkurat på samme måte som mRNA lages i våre celler.

Når mRNA-molekylene er ferdige, renses de i flere omganger for å fjerne rester av DNA og eventuelt annet smuss. Deretter pakkes mRNA-bitene inn i fettdråper som steriliseres før de fordeles på vaksinesprøytene. Til slutt går vaksinene gjennom flere kvalitetskontroller før de slippes ut av fabrikken.

Slik skiller mRNA-vaksiner seg fra tidligere vaksiner

– Jeg tror vi kommer til å se sesongvarianter av koronavaksinene, sier Tone Gregers. Foto: Yngve Vogt/UiO

Dette er mye enklere enn vaksineteknologier som var dominerende før gjennombruddet som kom i fjor. Blant annet fordi det er kroppen selv som lager proteinene det skal lære seg å beskytte seg mot.

– Med mRNA-vaksiner slipper man proteinproduksjonen som kan være en ganske omfattende prosess. Istedenfor at piggeproteinene blir produsert i laben, skjer dette nå i kroppen vår. Sånn sett går de raskere å lage fordi vi ikke trenger å produsere vaksineproteinene i laben, sier Gregers.

Mange vaksiner lages fortsatt slik.

– De er ikke nødvendigvis vanskelige å lage, men det kan være tidkrevende å produsere dem, sier Gregers.

Vi har også vaksiner som minner mer om de aller første vaksinene fra 1800-tallet. Da brukte man selve viruset eller bakterien, men i en versjon som var svekket for eksempel gjennom varmebehandling.

– MMR-vaksinen er en levende, men svekket vaksine. Der bruker man meslingvirus og virus fra røde hunder og kusma. Virusene er dyrket på en slik måte at de kan infisere cellene våre, men de klarer ikke å reprodusere seg og lage nye virusavkom, forklarer Gregers.

Fordelen med den typen vaksiner er at de gir sterke immunresponser og at de ofte gir lang immunitet.

– Men de er krevende å lage. Man må dyrke disse farlige virusene i helt spesielle laboratorier, man må behandle dem på en slik måte at man er helt sikker på at de ikke gir sykdom, samtidig som de har de egenskapene de skal ha for å gi en god immunrespons. Det er en krevende prosedyre, sier Gregers.

Teknologien er testet ut i 30 år

Bruken av mRNA-vaksiner er helt ny. Men det betyr ikke at dette er en eksperimentell og lite utprøvd metode.

– Både produksjonen av mRNA-bitene og pakkingen i fett har vært utviklet siden begynnelsen av 1990-tallet. Det er jobbet med denne teknologien i 30 år allerede, men det var under pandemien at dette skjøt fart.

– Mye av forskningen i disse 30 årene har gått ut på å forbedre metoden og teknologien, slik at mRNA-et er stabilt, at det blir effektivt levert til cellene og at cellene får produsert nok protein, forteller Gregers.

Nå får den mulighet til å vise hva den duger til. I første omgang med omikronviruset, men det vil garantert dukke opp nye mutasjoner senere også. Spørsmålet er om de skiller seg mye nok fra forgjengerne til at vaksinene må oppgraderes.

– Jeg tror vi kan komme til å se sesongvarianter av koronavaksinene. Når vi ser hvor raskt det endrer seg, så tror jeg det kan bli aktuelt med årlige sesongvaksiner slik vi har for influensa, sier Gregers.

Denne artikkelen ble først publisert på Titan.uio.no

Les også

Kommentarer (111)

Kommentarer (111)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå