DNA-rokote – miksi?

Mikko Tuuliranta, lääket. lis., tammikuu 2021

”Yksi uusi immunisaation metodi perustuu kloonattujen geenien ilmentämiseen isäntäsoluissa. DNA-rokotteet ovat bakteeriplasmideja, jotka sisältävät toivottua antigeenia koodaavaa kloonattua DNA:ta. Tavallisesti rokote pistetään eläimen lihakseen. Kun plasmidi on päässyt solun sisään DNA käännetään RNA:ksi, josta tuotetaan antigeenia, joka laukaisee immuunivasteen, aktivoi T-solut ja käynnistää vasta-aineiden tuotannon. – DNA-rokotestrategia tarjoaa melkoisia etuja verrattuna tavallisiin rokotteisiin...” (Brock Biology of Microorganisms, Pearson, 2019, s. 887).

DNA- kuin myös RNA-rokotteen etu on siinä, että ei tarvita heikennettyjä mikrobeja, jotka kuitenkin voivat joillain, joilla on jokin diagnosoimaton immuunipuutos, aiheuttaa taudin, kuten kävi erään poliorokotteen kanssa. Elimistöön saatetaan ”synteettisenä” vain se osa mikrobista, joka saa aikaan vasta-aineiden tuotannon. Näin esimerkiksi yliherkkyysreaktiot tai säilöntäaineen aiheuttamat ongelmat on minimoitu. Toistaiseksi (ennen koronakriisiä) DNA-rokotteita on käytetty vain eläimille. Esimerkiksi jotkut hiiret on saatu vastustuskykyisiksi papilloomaviruksille, jotka aiheuttavat syöpää. Teoriassa minkä tahansa patogeenin immunisaatiota aiheuttavat antigeenit voidaan geeniteknologian keinoin kloonata. Sitten ne siirretään sopivaan bakteeriviljelmään ja bakteerit liittävät kloonatun geenin plasmidiinsa, rengasmaiseen DNA:han. Kun bakteerit ovat tarpeeksi lisääntyneet, plasmidit uutetaan ja siirretään vaarattomiin vektori-viruksiin, joista valmistetaan rokote. Rokote pistetään lihakseen ja vektorivirukset siirtävät ja purkavat DNA:n soluihin.

AstraZenecan rokotepaketin kyljessä lukee: Covid-19 Vaccine (ChAdOx1-S [recombinant])

Mitä se tarkoittaa? Covid-19 tarkoittaa tietysti nykyisen pandemian aiheuttajaa, koronavirusta. ChAdOx1-S tarkoittaa vektoria eli ”välinettä”, jolla lihakseen pistetyn rokotteen ”vaikuttava aine” viedään kohteeseen eli ihmisen soluun. ChAdOx1-S on lyhenne muunnellusta simpanssin adenoviruksesta. Adenovirukset ovat DNA-viruksia, joista jotkut tyypit aiheuttavat lieviä nuha- ja vilustumisoireita. Simpanssin muunneltu adenovirus ei voi lisääntyä ihmisen solun sisällä ja on siten harmiton. Recombinant tarkoittaa niin sanotulla yhdistelmä-DNA -tekniikalla tuotettua DNA:ta. Rekombinaatiotekniikalla voidaan tuottaa esimerkiksi insuliinia (tai kasvuhormonia): ihmisen insuliinigeeni eristetään ja liitetään esim. E coli -bakteerin plasmidiin, joka on siis lyhyt rengasmainen DNA-pätkä. Bakteeri alkaa tuottaa insuliinia, joka sitten eristetään ja puhdistetaan. (Aikaisemmin insuliinia jouduttiin uuttamaan lehmän ja sian haimasta ja vasta rekombinaatioteknologian myötä 1980-luvulla diabetespotilaat alkoivat saada puhdasta humaani-insuliinia.)

AstraZenecan rokotteessa koronaviruksen niin sanottu piikkirproteiini (spike-protein) geeni on liitetty adenoviruksen geeniin, DNA:han. Korona on kuitenkin RNA-virus ja adeno on DNA-virus. Rokotteessa ei siis ole RNA:ta vaan DNA:ta. Niin sanotuilla retroviruksilla (kuten HIV), jotka ovat RNA-viruksia on käänteiskopioijaentsyymi (reverse transcriptase), joka voi rakentaa DNA:ta RNA:sta. (Ihmisen, tai muidenkaan eliöiden soluilla ei tällaista entsyymiä ole, virus tuo entsyymin mukanaan.) AZ:n rokoteessa onkin tällaisella käänteiskopioitsijalla tuotettua koronan RNA-geenin kaksoiskierteistä ”DNA-käännöstä” eli rokote koostuu ihmiselle vieraasta DNA:sta, jonka adenovirus vie solun sisään, tumaan, jossa se käännetään takaisin RNA:ksi.

Jostain syystä tällaista rokotetta ei kuitenkaan kutsuta DNA-rokotteeksi vaan siitä käytetään nimitystä recombinant-vector vaccine. DNA-rokotteeksi kutsutaan rokotteita, jotka sisältävät rekombinaatiotekniikalla tuotettuja paljaita bakteerien plasmideja, joihin on liitetty pala DNA:ta, joka koodaa jonkin viruksen tai bakteerin antigeeniä. Soluun vietynä se luetaan ja käännetään lähetti-RNA:ksi, josta tuotetaan antigeeniä, jonka toivotaan laukaisevan vasta-aineiden tuotannon. Näitä paljaita plasmideja, DNA-rokotteita on, kuten jo totesin kokeiltu eläimiin, kuten hiiriin lihaksen sisäisinä injektioina. Hevosille tarkoitettu DNA-rokote länsiniilinvirusta (West Nile Virus) vastaan on saanut käyttöluvan. DNA-HIV -rokotteelle on ilmeisesti annettu lupa kliinisiin kokeisiin.

AZ:n rokote kuulostaa järkevältä siinä mielessä, että kaksoikierteisenä DNA-geeninä se on paljon kestävämpi kuin koronan alkuperäinen yksijuosteinen RNA-geeni. Siitä kopioidussa DNA-geenissä on siis sama informaatio. Solun RNA-polymeraasi kääntää sen tumassa uudelleen lähetti-RNA:ksi, joka alkaa tuottaa haluttua immunisaation aiheuttavaa antigeenia eli ”piikkiproteiinia”.

RNA-rokotteen ongelma on siis yksijuosteisen RNA-nauhan hauraus; jääkaappilämpötilassa se hajoaa melko nopeasti. Modernan rokote vaatii säilyäkseen 20 asteen pakkasta ja PfizerBioNtechin miinus 70. Kollegani, joka otti munuaisista RNA-näytteitä, kertoi, että näyte pitää toimittaa laboratorioon 15 minuutissa, jottei se ehtisi pilaantua. (Tällaista taustaa vasten joidenkin evolutionistien usko niin sanottuun RNA-maailmaan kemiallisen evoluution ensiaskeleina kuulostaa melko epätieteelliseltä: Jos jossain kuralätäkössä olisikin sattumalta syntynyt lyhyt pätkä RNA:ta se olisi ilmeisesti hajonnut jo alle tunnissa.)

Tällainen vieras DNA voi kuitenkin liittyä pysyvästi solun omaan DNA:han emmekä vielä tiedä sen mahdollisista haittavaikutuksista. On epäilty, että se saattaisi häiritä immuunisysteemin toimintaa tai solusyklin kontrollia eli solun lisääntymistä ja aiheuttaa siten syöpää tai muita kasvaimia. Aids-potilaan immuunisolujen genomiin joutunut HI-viruksen DNA:ksi käännetty RNA voi tehdä niin:

”Viruksen päästyä soluun käänteiskopioijaentsyymi valmistaa viruksen RNA:sta dsDNA*-välituotteen. Tämä ei kuitenkaan jää sellaisenaan soluun vaan pääosin integroituu solun genomisen DNA:n kanssa. Tähän tarvitaan solun integraasientsyymiä. Tässä tilassa ns. proviruksena oleva viruksen genomi kopioituu isäntäsolun DNA:n mukana solun jakaantuessa” (Heino & Vuento, Biokemia ja solubiologian perusteet, WSOY, 2007, s.298).

*dsDNA tarkoittaa kaksoiskierteistä DNA:ta (double strand DNA).

Emme vielä varmasti tiedä, aiheuttaako ihmisen soluun viety ”koronaDNA” kenties jotain samantyylisiä ongelmia kuin HIV-kontaminaation saaneet solut. En kuitenkaan usko, että rokotetut sairastuisivat johonkin aidsin kaltaiseen tautiin, koska rokoteDNA-pätkä on niin paljon lyhyempi kuin HIV-DNA. (Piikkiproteiinin geeni on noin 1 200 emäsparin pituinen, HIV:n genomissa niitä on noin 10 000.) Toinen ja merkittävä ero on siinä, että vektori eli adenovirus ei voi lisääntyä ihmisen solun sisällä kuten HIV: Rokote ei siis lisäänny elimistössä kuten HIV!

Rokotteen yksi ”lähtökohtahypoteesi” on, että viruksen ja piikkiproteiinigeenin saanut solu ei jää elimistöön pitkäksi aikaa vaan kuolee itsestään tai niin sanotut ”tappajasolut” (killer cells) tuhoavat sen: Kun solu alkaa valmistaa piikkiproteiinia (jota se ei itse tarvitse) se häiritsee sen omaa aineenvaihduntaa, ”tukehduttaa sen” ja jossain vaiheessa solu kuolee. Antigeenia ajautuu myös solukalvon ulkopuolelle, johon sitä voi jäädä kiinni. Tämä aiheuttaa toivotun vasta-aineiden tuotannon. Vasta-aineet tarttuvan solun pinnalla oleviin piikkiproteiineihin, ”maalittavat” (opsonisaatio) sen ja tappajasolut tuhoavat sen samalla tavalla kuin ne tuhoavat elimistöön kenties joutuneet ja vasta-aineilla merkatut virukset (ja usein myös syöpäsolut).

Emme kuitenkaan voi vielä tietää meneekö kaikki niin kuin uskottu. Tähän mennessä tehokkaan ja turvallisen rokotteen luomiseen on tarvittu jopa 8 – 10 vuotta, mutta AZ:n rokotteesta on kokemusta vasta muutamien kuukausien ajalta. En kuitenkaan ole tämän alan erikoistuntija, joten en voi antaa mitään suositusta rokotteen puolesta tai sitä vastaan; kerron vain sen mitä olen saanut tietooni.

Rokote on saanut hätäkäyttöluvan ainakin Britanniassa. Totean vain, että ”perästä kuuluu” (kuka profeetta on ollut oikeassa ja kuka väärässä). Jos kaikki menee niin hienosti kuin on ajateltu, meillä saattaa olla uusi ase vaikeita virustauteja vastaan – tai sitten ei.

AZ-rokotteesta löytyy New York Times´n 4. tammikuuta 2021 päivitetty kuvitettu artikkeli osoitteesta https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/oxford-astrazeneca-covid-19-vaccine.html