Vaka ve ölü sayıları giderek artmaya devam ederken, bazı ülkelerde Covid-19'a karşı geliştirilen aşıların faz-3 uygulamaları devam ediyor. Henüz faz-3 aşamalarının detaylı sonuçları yayımlanmamış olsa da tek tek vaka gözlemleri şimdilik her şeyin yolunda gittiğini gösteriyor. Yalnızca Sinovac'ın geliştirdiği CoronaVac aşısının faz-3 aşamasının devam ettiği Brezilya'da, aşılanmış bir bireyin hayatını kaybetmesinin ardından aşılama faaliyetleri durdurulmuştu; ancak, ölen kişinin aşıdan kaynaklı bir komplikasyona bağlı hayatını kaybetmediği anlaşılınca, aşılama çalışmalarına kalındığı yerden devam etme kararı alındı.  

Aşı geliştirme yarışı yeni bir aşı tekniğinin de gündelik hayatın dilinde kendisini göstermesine neden oldu: Mesajcı RNA kullanımı (mRNA- İng. messenger RNA). Çin ilaç şirketi Sinovac'ın geliştiricisi olduğu CoronaVac aşısı geleneksel aşı yöntemlerini; Oxford/AstraZeneca tarafından geliştirilen aşı ise viral vektör kullanırken; Moderna ve Pfizer/bioNTech'in aşıları ise mRNA yöntemini kullanıyor. Bu yazımız çerçevesinde, görece yeni bir yöntem olan mRNA aşılarının ne olduğuna ve nasıl işlediğine odaklanacağız. 

İlk Ne Zaman Geliştirildi?

mRNA aşı yöntemi esasında tamamen yeni bir süreç değildir. Araştırmacıların farelere ilk mRNA'yı enjekte ettiği ve antikor üretimini ortaya çıkardığı 1990 yılından beri mevcuttur. Bu ilk yıllarda, mRNA iletimi tehlikeliydi; RNA'yı aldıktan sonra fareler bazen aşırı inflamasyon nedeniyle öldü. Bu talihsiz fareler, memelilerin zararlı olabilecek her şeye direnmek için kullandıkları ilkel bir strateji olan, doğuştan gelen bağışıklık tepkisi olarak bilinen bir şeyi harekete geçirdiler. Araştırmacılar, bu yanıtı nasıl bastıracaklarını bulmadan kullanılabilir bir mRNA aşısı yapamadıkları için bu durum ciddi bir engeldi.

Hikâye 2000'lerin ortasında, bioNTech'ten Weissman ve Katalin Karikó'nun inflamasyon riskini nasıl azaltacağını veya ortadan kaldıracağını keşfetmesiyle değişmeye başladı. Cevap, işlevini değiştirmeden mRNA'ya karbon atomları gibi ek maddeler eklemek olduğu ortaya çıktı. Bu RNA bazlarından bazılarının yapısını değiştirdiğinizde RNA'nın inflamasyon potansiyelinden kurtulursunuz.

Bu eklemeler, hücrelerdeki sensörlerin yeni enjekte edilen mRNA'ya aşırı tepki vermesini engeller. Bu anlayış, Moderna ve Pfizer/bioNTech'in geliştirdiği aşılara dâhil edilmiştir.

mRNA Aşısı Nedir?

Mesajcı RNA, insan vücudu içerisinde DNA'nın hücrelerimizi ve dokularımızı düzenleyen proteinler yapmak için kullandığı bilgileri sağlayan bir moleküldür. Ancak virüsler, RNA'yı kendi kötü amaçları için kullanır. Virüsler, kendini kopyalayacak hücresel mekanizmadan yoksundur; bu nedenle de konak canlısındaki sağlıklı hücreleri istila ederler ve bu hücrelerin içinde çoğalırlar; bazen de hastalığa veya ölüme neden olurlar. Örneğin, Covid-19 hastalığına sebep olan novel-koronavirüsteki mRNA, tüm vücuttaki hücreleri delen bir "başak proteini" (İng. spike protein) devreye sokar. Virüs akciğerleri istila ettiğinde, bu işgal özellikle zararlıdır; çünkü basit nefes alma eylemini bile zorlaştırır.

mRNA aşısı, bir virüsün protein oluşturmak için kullandığı RNA'nın sentetik bir versiyonunu içerir. Burada şunu özellikle belirtelim; aşı, viral proteinler üretmek için yeterli olabilecek bir genetik bilgi içermiyor, yalnızca bağışıklık sistemini kandırarak bir virüsün var olduğunu düşünmesini sağlıyor. Böylelikle de bağışıklık sistemi virüsle savaşmak için özel olarak tasarlanmış proteinler olan antikorları üretmek için harekete geçebilir.

Grip veya kızamık gibi hastalıklara karşı kullanılan aşılar gibi geleneksel aşılar, virüsün çok küçük bir miktarının insanlara enjeksyonuyla bağışıklık sisteminin aktif hale getirilmesini içerir. Aşılar, virüsün daha zayıf "zayıflatılmış-attenue" formlarını veya viral proteinleri hâlâ bağışıklığı uyarabilen ölü bir virüsü içerebilir. Geleneksel aşıların geliştirilmesi genellikle daha uzun süreler gerektirir.

Bir aşı yapmak için, bilim insanları tipik olarak tavuk yumurtasında virüsün zayıflatılmış bir formunu büyütür ve virüsün hangi kısımlarının başarıyla antikorlar ortaya çıkardığını test eder. Bu, yıllık grip aşısı durumunda dört ilâ altı ay sürebilir; ancak bilim insanları bu aşıların nasıl yapıldığını ve herhangi bir yılda hangi grip türlerinin baskın olma ihtimali olduğunu zaten biliyorlar. Dolayısıyla, aşı geliştirme süreci çok uzun sürmeyebiliyor. Fakat, yeni bir virüsle aşı yapma süreci yıllarca hatta on yıllarca uzayabilir. Güvenliği sağlamak için gerekli olan geniş ölçekli testler de yeni bir aşı için uzun zamanlar gerektirir. 

Bir salgın devam ederken hız çok önemlidir ve bu nedenle de aşı araştırmacıları bu takvimi hızlandırmaya çalışır. RNA'nın sağladığı avantajlardan birisi ise, bu yeni aşı geliştirme sürecinin oldukça kısa olmasını sağlamasıdır. Araştırmacılar, söz konusu virüsün proteinlerini üretmesine neden olan mRNA'yı belirledikten sonra yeni bir aşının temeli haline gelen sentetik bir RNA yapabilirler. İdeal bir senaryoda, bu sentetik mRNA'nın üretimini uyarmak için özel olarak seçilmiş enzimler kullanılır ve ardından mRNA'nın bozulmasını önlemek için koruyucu bir sargıya sarılır. mRNA aşılarının çok düşük sıcaklıklarda muhafaza edilmesinin gerekmesi de bu nedenledir. 

Nasıl Çalışıyor?

SARS-Cov-2 virüsü, insan hücrelerine girmek için yukarıda bahsettiğimiz "spike protein" olarak isimlendirilen başak proteinleri kullanır. Bu sözde diken şeklindeki proteinler, potansiyel aşılar ve tedaviler için cazip bir hedef oluşturur. Pfizer aşısı da Moderna'nın geliştirdiği aşı da virüsün spike proteinini oluşturmak için verilen genetik talimata dayanıyor.

Aşı, hücrelerimizin protein yapımı için okuduğu genetik materyal olan mesajcı RNA'yı kullanıyor. Kısaca, mRNA olarak adlandırılan bu molekül oldukça kırılgandır ve doğrudan vücuda enjekte edilirse doğal enzimlerimiz tarafından parçalara ayrılır. Bu nedenle de Pfizer ve BioNTech, aşılarını korumak için mRNA'yı lipit nanopartiküllerinden oluşan yağlı baloncuklara sarıyor. Bu kırılganlığından kaynaklı mRNA molekülleri, oda sıcaklığında çok hızlı bir biçimde ayrılırlar. Dolayısıyla, Moderna ve Pfizer aşılarının düşük sıcaklıklarda saklanması gerekiyor.

Enjeksiyondan sonra aşı parçacıkları hücrelere çarparak ve onlarla kaynaşarak mRNA'yı hücre içerisinde serbest bırakır. Hücrenin molekülleri bu kod dizilimini okur ve spike proteini (diken proteini- başak proteini) üretir. Aşının mRNA'sı sonunda hücre tarafından yok edilir ve herhangi bir kalıcı iz bırakmaz.

Başak proteinlerinden bazıları hücre yüzeyine giden ve uçlarını dışarı çıkaran sivri uçlar oluşturur. Aşılanan hücreler ayrıca bazı proteinleri yüzeylerinde bulunan parçalara ayırır. Daha sonra bu çıkıntılı sivri uçlar ve dikenli protein parçaları bağışıklık sistemimiz tarafından tanınabilir.

Aşılanmış bir hücre öldüğünde, ardında bıraktığı enkaz (kalıntı) birçok spike protein ve protein parçasını içerir ve bunlar daha sonra antijen sunan hücre adı verilen bir tür bağışıklık hücresi tarafından alınabilecek. Hücre, yüzeyinde, spike proteinin parçalarını bulundurur. Yardımcı T hücreleri olarak adlandırılan diğer hücreler bu parçaları tespit ettiğinde, yardımcı T hücreleri alarm verir ve enfeksiyonla savaşmak için diğer bağışıklık hücrelerinin devreye girmesine yardımcı olur.

B-hücreleri olarak isimlendirilen diğer bağışıklık hücreleri, aşılanmış hücrelerin yüzeyindeki koronavirüs sivri uçlarına ve protein parçalarına çarpabilir. Böylelikle de B hücrelerinin birkaçı spike proteinlerine kilitlenir. Bu B hücreleri, daha sonra yardımcı T hücreleri tarafından aktive edilirse çoğalmaya ve spike proteinini hedefleyen antikorları saçmaya başlayacaktır.

Antikorlar, koronavirüs sivri uçlarına (spike) takılabilir, virüsü imha için işaretleyebilir ve sivri uçların diğer hücrelere yapışmasını engelleyerek enfeksiyonu önleyebilir.

Antijen sunan hücreler, yüzeylerinde spike protein parçalarını gösteren herhangi bir koronavirüs ile enfekte olmuş hücreleri bulmak ve yok etmek için yok edici T hücresi adı verilen başka bir bağışıklık hücresi türünü de etkinleştirebilir.

Aşılamadan sonraki aylarda, antikorların ve öldürücü T hücrelerinin sayısının düşmesi mümkündür. Ancak, bağışıklık sistemi ayrıca koronavirüs hakkındaki bilgileri yıllarca, hatta on yıllarca saklayabilecek hafıza B hücreleri ve hafıza T hücreleri adı verilen özel hücreler içerir.

Fakat bu konularda daha net ifadeler kullanabilmek için, aşıların faz-3 aşamasındaki sonuçlarının yayımlanmasını beklememiz gerekiyor.