Die nächste Generation selbstreplizierender mRNA-Impfstoffe könnte weniger Nebenwirkungen wie Fieber, Kopfschmerzen und Müdigkeit haben. Dies wäre teilweise auf den Einsatz künstlicher Intelligenz bei der Impfstoffentwicklung zurückzuführen. Dies ist die Vorhersage von Gorben Pijlman, Virologe an der Wageningen University & Research (WUR), und Kollegen, veröffentlicht in Trends in der Biotechnologie.
mRNA-Impfstoffe haben bei der frühen Zulassung von COVID-19-Impfstoffen das Rennen gemacht, verursachen aber auch Nebenwirkungen wie Fieber, Kopfschmerzen und Müdigkeit. Um ihre führende Rolle bei der Bekämpfung von Infektionskrankheiten zu behaupten, sind Verbesserungen erforderlich. Die mögliche Lösung liegt laut Pijlman in einer nächsten Generation selbstverstärkender mRNA-Impfstoffe und dem Einsatz künstlicher Intelligenz.
Ein mRNA-Impfstoff enthält eine genetische Information (RNA). Diese Informationen veranlassen den Körper, ein charakteristisches Protein des Virus zu produzieren: das Spike-Protein. Teile dieses Proteins werden von Immunzellen im Körper erkannt. Dies führt dazu, dass die Immunzellen aktiv werden, wenn eine tatsächliche Infektion auftritt.
„Wir glauben, dass diesen mRNA-Impfstoffen ein Baustein hinzugefügt werden muss“, sagt der WUR-Forscher. „Eine Kopiermaschine, die die Vervielfältigung der zugeführten RNA im Körper bewirkt; diese sogenannten Replikons oder kopierte RNA sorgen nach der Immunisierung mit einer einzigen, niedrigen Dosis für starke Reaktionen mit wenigen Nebenwirkungen. Replikon-Impfstoffe wurden bereits bei Tieren eingesetzt Einige Zeit lang mit großem Erfolg. In Indien sind mittlerweile auch Impfstoffe, die auf diese Weise beim Menschen wirken, zugelassen.“
Kopierer
Die Kopiermaschine oder Polymerase (Protein) wird derzeit von einem Virus abgeleitet. Pijlman erwartet, dass Wissenschaftler es künftig selbst herstellen können, beispielsweise mithilfe künstlicher Intelligenz. „Mit der Implementierung künstlicher Intelligenz im Proteindesign gehen wir davon aus, dass es möglich sein wird, kleine, effiziente Polymerasen zu entwerfen, die auf der Struktur und Form aller viralen Polymerasen in öffentlichen Datenbanken basieren“, erklärt er.
Diese zukünftigen KI-Replikons fallen jedoch möglicherweise nicht unter die aktuelle Gesetzgebung zu genetisch veränderten Organismen (GVO). Sie stammen nicht aus einer bestimmten Virusfamilie und sind auch nicht mit dieser assoziiert. Mit anderen Worten: Diese fortschrittlichen „RNA-Maschinen“ unterliegen keiner GVO-Gesetzgebung und/oder Registrierungsverfahren, die die Marktzulassung von Replikons einschränken oder zumindest verzögern könnten.
Pijlman erklärt: „Dennoch bleibt es wichtig, alle Risiken von Replikons für Menschen, Tiere und die Umwelt zu mindern. Um dies ordnungsgemäß zu tun, sind klare Gesetze erforderlich. Auf jeden Fall schreitet die Technologie schneller voran, als die Vorschriften mithalten können.“
Pijlman weist darauf hin, dass Replikons nicht nur gegen Infektionskrankheiten einsetzbar sind: „Replikons könnten auch eine Rolle bei der Auslösung einer Immunantwort gegen Krebs spielen. Darüber hinaus könnten sie vor mehreren Krankheiten oder verschiedenen Varianten einer Krankheit schützen. Dabei ist viel möglich.“ Zukunft.“
Mehr Informationen:
Jerome DG Comes et al, Aufstieg der RNA-Maschinen – Selbstamplifikation im mRNA-Impfstoffdesign, Trends in der Biotechnologie (2023). DOI: 10.1016/j.tibtech.2023.05.007