Konya Necmettin Erbakan Üniversitesi, Meram Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Konya, Türkiye

Department of Medical Microbiology, Faculty of Meram Medicine, Necmettin Erbakan University, Selcuklu/Konya, Turkey

Corresponding author: Doç. Dr. Metin Doğan

Necmettin Erbakan Üniversitesi, Meram Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Selçuklu/Konya, Türkiye

Metin Doğan: metin_dogan42@yahoo.com

Koronavirüsler (CoVs), ilk kez 1965'de izole edilmiştir ve elektron mikroskobu incelemesinde yüzeyindeki taç benzeri görünümü nedeniyle 'korona' olarak adlandırılmıştır.

Koronavirusler (CoV), Nidovirales takımında yer almakta olup, Coronavirdiae ailesinin Coronavirinaealt ailesine mensuptur. Zarflı, tek zincirli, pozitif polariteliRNA virüslerinden olup 26 ila 32 kilobazboyutlarında genoma sahip mikroorganizmalardır.

Alfacoronavirus (αCoV), beta coronavirus (βCoV),delta coronavirus (δCoV) ve gama coronavirus(γCoV) olarak adlandırılmış dört alt grubu vardır.αCoV ve βCoV alt grupları, daha cok yarasa ve kemirgen kaynaklı olup insanlarda genellikle solunum yolu hastalıklarına, hayvanlarda ise gastroenterit vakalarına neden olur. δCoV ve γCoV’lerinde, kaynak çoğunlukla kuşlar olup bu grubun insanları enfekte ettiği rapor edilmemiştir. Kuşlardan virüsün izole edilmesinden sonra, yarasalar,develer, kediler, kopekler, domuzlar vebalina gibi hayvanlardan da virüs izole edilmiştir.

Bu virüsler, çeşitli konakçılarda, solunumsal, enterik, hepatik ve nörolojik hastalıklara neden olabilmektedirler. Fakat insanlarda klinik genellikle siliktir. SARS-CoV ve MERS-CoV insanlarda ağır klinik tablolar oluşturabilen örneklerdendir. Aralık 2019’da Wuhan’da tespit edilen SARS-CoV-2 insanda enfeksiyona sebep olabilen yedinci CoV türü olup taksonomide βCoV cinsinin Sarbecovirus altcinsi olarak kabul edilmiştir.

Aralık 2019’da Çin’in Wuhan şehrinde nedeni bilinmeyen pnömoni vakaları saptanmış ve kısa sürede tüm dünyaya yayılmıştır. Bu salgına neden olan etkenin yeni bir koronavirus olduğu saptanmıştır ve Şiddetli Akut Solunum Sendromu-Koronaviruse (SARS-CoV) benzerliğinden dolayı SARS-CoV-2 olarak adlandırılmıştır. Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ), hastalığın adını COVID-19 (CoronaVirusDisease2019) olarak tanımlamıştır. 30 Ocak 2020’de DSO salgını küresel acil durum olarak ilan etmiştir. Ülkemizde ilk vaka 11 Mart 2020’de bildirilmiştir.

SARS-CoV-2 ile enfektevakaların Whan’da yerel deniz ürünleri pazarında kümelendiğini ortaya konulmuştur.Yarasalarda SARS benzeri birçok CoV’un tanımlanması,bu hayvanların doğal bir rezervuar olarakvirüse ev sahipliği yaptığı fikrini güçlendirmektedir.Özellikle, SARS-CoV-2 yarasa CoV’ler ile yüksek oranda ilişkilidir ve nsp7 ve E proteinlerindeki yarasa SARS

benzeri koronavirüs SL-CoVZC45’e %100amino asit benzerliği göstermektedir. Bu nedenle, bu veriler yarasaların SARS-CoV-2 icin de olası viral rezervuar olduğunu düşündürmektedir.

SARS-CoV-2 diğer bazı CoV’ler ile genom dizilimi benzerlik oranı olarak en yüksek genomik eşleşmeyi bir yarasa CoV RaTG13 ile %96,2 oranında özdeşlikle göstermiştir. Bu yüzden virüsün yarasa kaynaklı bulaştığı düşünülmektedir.

Koronavirüslerin morfolojik özelliklerinin tanımlanması patogenez açısından önem taşımaktadır. Sivri yüzey proteini, Spike (S) protein; membran (M) protein ve envelop (E) protein ile birlikte çift katlı lipit tabaka yapısına gömülüdür. Bu çift katmanlı lipit tabaka konak hücre membranından üretilmekte olup Nükleokapsid (N) proteini ve içerisindeki RNA’yı kuşatmaktadır. Koronavirüsler diğer RNA virüslerinin aksine boyut olarak oldukça büyük bir viriona sahiptir.

Koronavirüslerin genomunun değişken sayıda (6-11) ORF (Open Reading Frame) içerdiği halde SARS-CoV-2 genomu ise 12 farklı ORF içermektedir. Esas olarak birinci ORF'deviral RNA'nın üçte ikisi mevcuttur. ORF1a/b; iki büyük poliprotein kodlar. Bunlar, poliprotein1a (pp1a) ve poliprotein 1ab (pp1ab)’dir. Daha sonra pp1a ve pp1ab, 16 tane yapısal olmayan protein (NSP)’e dönüşür. Bu NSP’ler, virüsün transkripsiyonunda ve replikasyonunda yer alan önemli proteinlerdir. Virüs genomunun geri kalan ORF’leri, S glikoprotein, E proteini, M proteini ve N proteini içeren dört temel yapısal proteini ve bazı aksesuar proteinleri kodlarlar. SARS-CoV-2’nin sahip olduğu başlıca yapısal proteinler S, E, M ve N proteinleridir. Genomları yapısal olmayan NSP’leri de kodlamaktadır. Diğer koronavirüslerin aksine SARS-CoV-2 hemaglütininesterazdan yoksundur.

S protein, yüzeyde bulunur ve çıkıntı şeklinde olup virüse adını veren proteindir. Konak hücre tropizminden sorumlu olup tutunma ve hücreye girişten sorumudur.S1 ve S2 alt birimlerine sahip olup S1 konak hücreye tutunma, S2 ise hücre zarı ile füzyon oluşturma ve konağa giriş aşamasında işlev görmektedir. S proteini konakçı reseptörleri ile ilk temas noktası olmasından dolayı, virüsün reseptörlere bağlanmasını ve konakçı hücrelere viral girişi önlemek için iyi bir terapotik hedeftir.

M proteini, uzun form ve kompakt form olmak üzere iki formda olabilmekte olup koronavirüste en çok bulunan proteindir. M protein translasyonu endoplazmik retikulum membranına kaynaşmış polizomlarda gerçekleşir ve daha sonra virionu oluşturmak için E proteinleri ile etkileşirler. Nükleokapside ve dolayısıyla virona şekil verir. Ayrıca zarf oluşumu ve tomurcuklanma da rol almaktadır. M proteininin bağışık yanıta yardımcı olan Nükleer Faktör Kappa B'yi inhibe ettiği ve siklooksijenaz-2 seviyelerini azalttığı, böylece viral patojenin proliferasyonunu arttırdığı bilinmektedir. Ayrıca hücrede apoptozu indüklediği ve beta interferonların (IFN-β) aktivasyonuna yol açtığı gösterilmiştir.

E proteini boyut olarak nispeten küçük olan hem monomerik hem de homo-pentamerik şekildeki ortalama 75 aminoasitten oluşan bir proteindir. Bu proteini koronavirüs genom replikasyonuiçin gerekli olmasa da, virüs morfogenezi, tomurcuklanma, montaj, hücre içi etkileşim ve virülansı etkiler. E protein yüksek derecede immunojeniktir. E proteini içindeki farklı motiflerin modifikasyonu veya silinmesi virüsü zayıflatmıştır ve aşı çalışmaları açısından umut verici olmuştur.

N proteini, viral RNA transkripsiyon ve replikasyon için gerekli bir RNA bağlayıcı proteindir. Ana fonksiyonu viral RNA genomuna bağlanıp helikal nükleokapsid ya da RNP

sırasında sarmal ribonükleoproteinlerin (RNP) oluşturulması, çoğaltma/transkripsiyonda viral RNA sentezinin düzenlenmesi ve enfekte hücre metabolizmasının modüle edilmesi gibi birçok önemli rolü vardır. Bunun yanında N protein aktin reorganizasyonu, konak hücre döngüsünün ilerleyişi ve apoptoz gibi konak-patojen etkileşimlerinde de düzenleyicidir. Koruyucu bağışık yanıtı indükleyebilen oldukça immünojenik bir yapısı vardır.

Yapısal olmayan protein (NSP)'ler 1'den 16'ya kadar giden sayılarla numaralandırılırlar. Bu proteinlerin bazılarının hücredeki işlevi net olarak ortaya koyulmamıştır.Bu proteinler temelde viral replikasyon- transkripsiyon kompleksinde görevlidir.

NSP1, lider protein olarak da bilinir. Konak hücrede gen ekspresyonunu baskılayıcı fonksiyonu olduğu bilinmektedir. NSP2, prohibitin 1 ve 2 proteinlerine bağlanarak işlev görür.

Hücre döngüsünün ilerlemesi, hücre göçü, hücresel farklılaşma, apoptoz ve mitokondriyal biyogenezde rol oynar. NSP3; “ Papain like Proteinase” papaine benzer proteinaz olarak bilinir. Poliprotein1a/1ab hariç tutulduğunda SARS-CoV-2'deki en büyük proteindir. Bu protein NSP1, NSP2 ve NSP3'ün poliprotein 1a ve 1ab'nin N-terminal bölgesinden salınmasından sorumludur. Antiviral stratejiler için uygun bir hedeftir. NSP4; Viral replikasyon ve membranın yeniden düzenlenmesinde rolü vardır. NSP12, viral RNA'yı kopyalayan RNA'ya bağlı RNA polimerazdır. NSP12'nin bu fonksiyonu için, bir NSP7-NSP8 heterodimer ve bir NSP8 monomeri ile kompleks yapması gerekir. Tek başına NSP12, RNA sentezinde zayıf işlenebilirlik gösterir. NSP13 helikaz enzimidir. NSP12'nin NSP13 ile bağlanmasının NSP13'ün helikaz aktivitesini arttırabildiği gösterilmiştir. Aynı zamanda mRNA'nın translasyonu ve stabilizasyonunda rol oynar. NSP14'ün koronavirüslerde 3′-5 ekzoribonükleaz aktivitesine ve N7-metil transferaz aktivitesine sahip olduğu bilinmektedir. NSP15 biyokimyasal olarak endoribonükleaz olarak karakterize edilmiştir. Konakçı bağışıklık algılama sisteminin virüsü tespit etmesini önlemek için viralpoliüridin sekanslarını spesifik olarak hedefler ve bozar. Ayrıca virüsün konakçı tarafından tanınmasını önlemek için viral dsRNA'yı bozduğu ileri sürülmüştür.

Patogenezde, SARS-CoV-2SARS-CoV’ebenzer bir hücresel giriş mekanizmasına sahiptir.

Koronavirüs S proteini virüs tutunması ve hedef hücrelere giriş için kilit rol oynar. Bunun yanında konak hücre proteazlarından trans-membrane protein serine protease 2 (TMPRSS2) ve diğer giriş faktörleri de bu mekanizmada rol almaktadır. SARS-CoV-2 giriş reseptörü anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 (ACE-2)'dir. Hücreye girişte S proteini ve ACE-2 reseptörü ile etkileşirken S1 ve S2 alt birimlerinin ayrı ayrı rolleri bulunmaktadır. S1 alt birim reseptör tutunmasında rol alırken, S2 alt birim virüs ile hücre zarının füzyonunu tetiklemek üzere füzyon peptidi ve transmembran ünite içerir. Bu yüzden füzyonun gerçekleşebilmesi için, S proteini hücre zarında 2 bölgeye ayrılmalıdır. Bu yapısal ayrılma klevaj olarak isimlendirilir. Söz konusu ayrılmanın gerçekleşmesi konak hücredeki proteazlara bağlıdır. Bu, hücresel serin proteaz TMPRSS2, furin, endozomalkatepsin B ve L aktiviteleri ile gösterilmiştir. Bu yüzden enfeksiyonun oluşması farklı hücre tiplerinde bulunan proteazlara ve proteaz klevaj bölgelerine bağlıdır. Ayrıca virüsün giriş reseptörü olan ACE-2’nin yaygın bir doku ekspresyonu vardır.

Bu nedenle akciğer dışı yayılım da görülebilmektedir.

Virüsün replikasyon döngüsünde, konak hücre ribozomları tarafından pozitif polariteli RNA’nın Poliprotein1a/1ab translasyonu ilk adımdır. Bu adımda replikasyon-transkripsiyon kompleksini oluşturacak olan ve viral yapıya katılmayan 16 tane NSP kodlanır. Sonraki adım bir nested subgenomik RNA sentezidir. Bu sentez negatif yönde ilerler ve yapısal proteinleri kodlayan subgenomik mRNAlar ile genomik RNA üretimi tamamlanır. Sentezin yönetimi ve sonlandırılması ORF’lerin arasında bulunan düzenleyici sekanslarla sağlanır. Subgenomik

RNA’ların translasyonu ile S, M ve E proteinleri üretilerek endoplazmik retikulum zarı üzerinde dizilir. N protein de üretildikten sonra genomik RNA’yı sarar ve nükleokapsid oluşur.

Üretilen tüm bu komponentler endoplazmik retikulumdan bir golgi vezikülüne doğru ilerlerken montaj aşaması tamamlanır ve virion denilen bütün bir viral partikül oluşturulur. Oluşturulan viralpartikül tomurcuklanarak ekzositoz yoluyla hücreden salınır.

Enfeksiyonun etkileri; SARS-CoV-2 çoğunlukla pnömositler ile enterositlerienfekte ederek sitopatik değişikliklere neden olur. Tip 2 pnömositler ve silyalarını kaybetmiş bronş epitelleri önde gelen hedeflerdir. Enfeksiyon 1-14 gün arasında bir kuluçka döneminin ardından, hafif veya şiddetli solunum yolu tutulumu ile kendini gösterir. Bazen tek taraflı olabilen pnömoni çoğunlukla bilateraldir ve solunum yetmezliğine yol açarak ölüme neden olabilir.

Solunum yetmezliği genellikle hiperinflamasyon ile ilişkilidir. Hiperinflamasyonun sebebinin sitokin fırtına sendromu olabileceği bildirilmektedir. İnterlökin 6, interlökin 8, E-kaderin, MCP-1, VEGF gibi mediyatörler bu mekanizmada yer alır. Esasında akciğerleri etkilese de, kalp, karaciğer, böbrek, kan damarları ve diğer organlar dahil olmak üzere multi-organ disfonksiyonu olan hastalar da bildirilmiştir. SARS-CoV-2, solunum epitel hücrelerinde siliyumdisfonkiyonunave sitopatik etkilere neden olur.

Hem hücresel hem de humoral bağışıklık mekanizmalarının bu patogeneze neden olduğuna inanılmaktadır. Doğrudan makrofaj ve lenfositle uyarılan yanıta ek olarak, SAR-CoV-2'ye karşı T hücresi ve B hücresi aracılı immün mekanizmalar başlatılır. Bu işlem SARS-CoV-2 antijen sunumunu ve B hücrelerinin aktivasyonunu içerir. SARS-CoV-2 solunum mukozasının epitel hücrelerine saldırır ve diğer hücrelere yayılır, periferik beyaz kan hücrelerini ve bağışıklık hücrelerini, özellikle T lenfositlerini enfekte eder. Bu, COVID-19 hastalarının kliniğindeki lenfopeniyi kısmen açıklar. Koronavirüsün T lenfositler de dahil olmak üzere lenfositlere zarar vermesi, oluşan lenfopeni ile sekonder bakteriyel enfeksiyonlara yatkınlığa ve hastalığın şiddetlenmesine yol açar (32). Proinflamatuar sitokin düzeylerindeki artış ve antiinflamatuar sitokinlerde azalma, SARS-CoV-2'ye karşı T hücre aracılı yanıtın geliştiğinin bir göstergesidir.

Bunun da şiddetli pnömoniye yol açan hiperinflamasyona ve sitokin fırtınasına neden olabileceği bildirilmektedir.

Biyokimyasal tetkiklerden C-reaktif protein (CRP), eritrosit sedimantasyon hızı (ESR), laktatdehidrojenaz (LDH), D-dimer değerlerinin yükselmesi ve düşük serum albümin ve hemoglobin düzey önemli ölçüde COVID-19 göstergesidir. Hastaların çoğunda artmış beyaz kan hücresi sayımı, artmış nötrofil sayısı, azalmış lenfositler, azalmış albümin konsantrasyonu, artmış laktatdehidrojenaz (LDH), alaninaminotransferaz (ALT), aspartataminotransferaz (AST), total bilirubin, kreatinin, kardiyak troponin, protrombin zamanı ve yüksek prokalsitonin seviyeleri görülür.

COVID-19'da immünoglobulin düzeylerinin azalması antikor üreten hücreler olan B lenfositler üzerindeki etkileri ile açıklanabilir. SARS-CoV-2’nin immunojenkomponentleri antikor üretimini uyarsa bile immünoglobulin düzeyleri düşük seyredebilir. SARS-CoV-2'nin S proteinine karşı geliştirilen antikorlar, immun sistem hücrelerinin enfekte edilmesinden sorumlu olabilir. Koronavirüslerin benzer antijenik epitoplarına önceden maruz kalmayı gerektiren antikora bağlı artış mekanizması (Antibody-dependent enhancement-ADE); akut solunum hasarı (ARDS), hücresel immün yetmezlik, pıhtılaşma aktivasyonu, miyokard hasarı, karaciğer ve böbrek hasarı ile ikincil bakteriyel enfeksiyon dahil olmak üzere diğer gözlenen şiddetli hastalık tablolarından sorumlu olabilir ve ADE etkisinin ciddi vakalarda sürekli

olduğu varsayılmaktadır. Bununla birlikte, sitokin fırtınasının bu patogenezden sorumlu olduğuna inanılmasına rağmen, gerçek patojenik mekanizmalar henüz açıklığa kavuşturulmamıştır.

Kaynaklar:

Chan JF, Kok KH, Zhu Z, Chu H, To KK, Yuan S, et al. Genomic characterization of the 2019 novel human-pathogenic coronavirus isolated from a patient with atypical pneumonia after visiting Wuhan. Emerg Microbes Infect. 2020;9(1):221-36.

Cui J, Li F, Shi ZL. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol.

2019;17(3):181-192.

Çölkesen F. COVID-19 Pandemisine Giriş ve Epidemiyoloji. Teke T, Doğan M, Çölkesen F (Eds.) COVID-19 Pandemisine Bütüncül Yaklaşım. Ankara: Akademisyen Kitabevi, 2020:8-13.

Dhama K, Patel SK, Pathak M, Yatoo MI, Tiwari R, Malik YS, et al. An update on SARS-CoV-2/COVID-19 with particular reference to its clinical pathology, pathogenesis, immunopathology and mitigation strategies. Travel Med Infect Dis. 2020:101755.

Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, Kruger N, Herrler T, Erichsen S, et al. SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor. Cell. 2020;181(2):271-80 e8.

Huang C, Wang Y, Li X, Ren L, Zhao J, Hu Y, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet. 2020;395(10223):497-506.

Gülbay SR, Doğan M. Koronavirüs Ailesine Genel Bakış. Teke T, Doğan M, Çölkesen F (Eds.) COVID-19 Pandemisine Bütüncül Yaklaşım. Ankara: Akademisyen Kitabevi, 2020:13-21.

Gülbay SR, Esenkaya Taşbent F. COVID-19 Etkeni: SARS-CoV-2 . Teke T, Doğan M, Çölkesen F (Eds.) COVID-19 Pandemisine Bütüncül Yaklaşım. Ankara: Akademisyen Kitabevi, 2020:21-29

Kang S, Yang M, Hong Z, Zhang L, Huang Z, Chen X, et al. Crystal structure of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein RNA binding domain reveals potential unique drug targeting sites.

Acta Pharm Sin B. 2020(In press). https:/doi.org/10.1016/j.apsb.2020.04.009.

Lake MA. What we know so far: COVID-19 current clinical knowledge and research.

Clinical Medicine. 2020;20(2):124.

Park WB, Kwon NJ, Choi SJ, Kang CK, Choe PG, Kim JY, et al. Virus Isolation from the First Patient with SARS-CoV-2 in Korea. J Korean Med Sci. 2020;35(7):e84.

Satarker S, Nampoothiri M. Structural Proteins in Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2. Arch Med Res. 2020.

Wang D, Hu B, Hu C, et al. Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus–infected pneumonia in Wuhan, China. Jama. 2020;323(11):1061-9.

Wei X, Li X, Cui J. Evolutionary perspectives on novel coronaviruses identified in pneumonia cases in China. Natl Sci Rev. 2020;7(2):239-42.

Wrapp D, Wang N, Corbett KS, Goldsmith JA, Hsieh CL, Abiona O, et al. Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science.

2020;367(6483):1260-1263.

Wu F, Zhao S, Yu B, Chen YM, Wang W, Song ZG, et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020;579(7798):265-9.

Yoshimoto FK. The Proteins of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 (SARS CoV-2 or n-COV19), the Cause of COVID-19. Protein J. 2020;39(3):198-216.

mRNA Aşıları ve Kullanım Alanları Doç.Dr.Nadir Koçak

Son yirmi yıl boyunca, mRNA aşıları bulaşıcı hastalıkların önlenmesi ve kanser profilaksisi ve tedavisi için kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. mRNA aşıları konusunda şimdiye kadar birçok ilerleme kaydedilmiştir. Kanser mRNA aşıları, kanser hücrelerini temizlemek veya inhibe etmek için hücre aracılı bağışıklık yanıtlarını uyaran tümörle ilişkili antijenleri eksprese etmek üzere tasarlanmıştır. Çoğu kanser aşısı, profilaktiklerden terapötik düzeyde daha fazla araştırılmıştır. Enfeksiyon hastalıklarına karşı mRNA aşıları profilaktik veya terapötik olarak geliştirilebilir. Enfeksiyöz patojenin antijenini eksprese eden mRNA aşıları, hem güçlü T hücresini ve hem de humoral bağışıklık yanıtlarını indükler. Daha önce ifade edildiği gibi, mRNA aşılarının üretilmesi için üretim prosedürü, tam mikroorganizma, canlı zayıflatılmış ve alt birim aşılarının üretimi ile karşılaştırıldığında tamamen hücreden yoksun, basit ve hızlıdır.

Bu hızlı ve basit üretim süreci, mRNA'yı, ortaya çıkan bulaşıcı hastalık ile etkili aşı ihtiyacına yönelik boşluğu potansiyel olarak doldurabilecek umut verici bir biyo-ürün haline getirir.

Ticarileştirmeyi yaygın hale getirmek için büyük ölçekte RNA üretmek, mRNA aşılarının yapılmasına yönelik ilk adımdır. Şu anda, mRNA üretimi için gerekli olan tüm bileşenler GMP sınıfında mevcuttur; ancak, bazı bileşenler sınırlı bir ölçekte tedarik edilmektedir. Başlangıçta kanser mRNA aşılarının gelişimi üzerine büyük araştırmalar yapılmış ve in vitro transkripsiyonla klinik uygulanabilirliği olan aşıların üretilebileceği gösterilmiştir. Klinik değerlendirmeleri halen sınırlı olmakla birlikte, enfeksiyöz hastalığa karşı mRNA aşıları üretimi ile ilişkili çeşitli projeler de yürütülmüştür. Örneğin, influenza aşılarının geliştirilmesi için birkaç RNA bazlı aşı platformu kullanılmıştır. Yayınlanan birkaç çalışmada, RNA bazlı influenza aşılarının sadece homolog değil, aynı zamanda hetero-subtipik influenza virüslerine karşı geniş ölçüde koruyucu bir bağışıklık yanıtı indüklediğini göstermiştir. İnfluenza mRNA aşıları, yumurta içermeyen bir platform olmaları ve memeli hücrelerinde yüksek verimilikte antijen üretimine yol açmaları gibi avantajlar sunmaktadır. Son yayınlanan sonuçlar, yumurtada kültüre edilen H3N2 aşı suşunun hemaglutinininde (HA) bir mutasyonla bir glikozilasyon sahasının kaybının, aşılanmış insanlarda ve gelinciklerde dolaşımdaki H3N2 virüslerinin zayıf nötralizasyonuyla sonuçlandığını göstermiştir. mRNA aşılarının üretim süreci ise yumurta içermez ve mRNA kodlu proteinler aşı uygulamasından sonra konakçı hücrelerde düzgün bir şekilde katlanır ve glikozile edilir, böylece yanlış antijenler üretme riski oluşturmazlar.

Aşı olarak kullanılmasının yanı sıra, mRNA da terapötik amaçlar için kullanılabilir. İlginç bir şekilde, Pardi ve arkadaşları tarafından yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada, lipid nanopartiküllerde (LNP'ler) kapsüllenmiş geniş bir nötralizan anti-HIV antikorunun hafif ve ağır zincirlerini kodlayan mRNA'nın uyarılmasının, insanlaştırılmış fareleri intravenöz HIV tehdidinden koruduğunu göstermiştir. Veriler, nükleozid ile modifiye edilmiş mRNA kullanımının, HIV, sitomegalovirüs (CMV), insan papiloma virüsü, vb.'ye karşı pasif immünoterapi için genişletilebileceğini göstermektedir. Kendiliğinden amplifiye olan mRNA aşıları, büyük miktarlarda hızlı antijen ekspresyonuna ve güçlü T hücresel immün tepkilere olanak tanımaktadır.

LNP'ler, mRNA aşılarında yüksek verimlilik için popüler bir dağıtım aracıdır. Çok sayıda çalışma, LNP'de kapsüllenmiş kendiliğinden amplifiye mRNA'nın farklı uygulama yollarıyla güçlü hücresel ve humoral bağışıklık tepkilerini indüklediğini göstermiştir.

mRNA'nın kanserdeki profilaktik ve terapötik uygulaması ile karşılaştırıldığında, enfeksiyöz hastalıklar için mRNA aşılarının klinik çalışmaları hala başlangıç aşamasındadır. Çeşitli HIV1 antijenlerini, hücresel molekülleri veya insan sitomegalovirüsünün pp65'ini kodlayan mRNA

ile transfekte edilmiş DC'lerle yapılan pilot klinik çalışmalar, mRNA aşılarının güvenli olduğunu ve antijene özgü CD4+ ve CD8+ T hücresi bağışıklık yanıtını ortaya çıkardığını göstermiştir.

Kaynaklar:

Liu, M.A. A Comparison of Plasmid DNA and mRNA as Vaccine Technologies. Vaccines 2019, 7.

Rauch S, Jasny E, Schmidt KE, Petsch B. New vaccine technologies to combat outbreak situations. Front Immunol. (2018) 9:1963. 1

Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, Weissman D. mRNA vaccines - a new era in vaccinology.

Nat Rev Drug Discov. (2018) 17:261–79.

Fiedler K, Lazzaro S, Lutz J, Rauch S, Heidenreich R. mRNA Cancer Vaccines. Recent Results Cancer Res. (2016) 209:61–85.

mRNA vaccines and their uses Associate Professor Nadir Koçak

Over the past two decades, mRNA vaccines have been extensively researched for the prevention of infectious diseases and for cancer prophylaxis and treatment. Much progress has been made so far on mRNA vaccines. Cancer mRNA vaccines are designed to express tumor-associated antigens that stimulate cell-mediated immune responses to clear or inhibit cancer cells. Most cancer vaccines have been studied more at therapeutic level than prophylactic. MRNA vaccines against infectious diseases can be developed prophylactically or therapeutically. Expressing the antigen of the infectious pathogen, mRNA vaccines induce both strong T cell and humoral immune responses. As stated previously, the production procedure for the production of mRNA vaccines is simple and rapid, completely cell-free compared to the production of whole microorganism, live attenuated and subunit vaccines. This fast and simple manufacturing process makes mRNA a promising bioproduct that could potentially fill the gap for the emerging infectious disease and the need for effective vaccines. Producing RNA on a large

Over the past two decades, mRNA vaccines have been extensively researched for the prevention of infectious diseases and for cancer prophylaxis and treatment. Much progress has been made so far on mRNA vaccines. Cancer mRNA vaccines are designed to express tumor-associated antigens that stimulate cell-mediated immune responses to clear or inhibit cancer cells. Most cancer vaccines have been studied more at therapeutic level than prophylactic. MRNA vaccines against infectious diseases can be developed prophylactically or therapeutically. Expressing the antigen of the infectious pathogen, mRNA vaccines induce both strong T cell and humoral immune responses. As stated previously, the production procedure for the production of mRNA vaccines is simple and rapid, completely cell-free compared to the production of whole microorganism, live attenuated and subunit vaccines. This fast and simple manufacturing process makes mRNA a promising bioproduct that could potentially fill the gap for the emerging infectious disease and the need for effective vaccines. Producing RNA on a large