Så här fungerar vaccinen – utnyttjar kroppens eget maskineri

Penny Cracas förbereder vaccinering med Modernas vaccin av personal inom bland annat akutvården i Chester, Pennsylvania. Bild: Matt Slocum/TT-AP

De vaccin mot covid-19 som hittills har godkänts i USA, Storbritannien och EU bygger på en genetisk metod som aldrig tidigare har använts i större skala.

Vaccinering går ut på visa upp en ofarlig form av sjukdomen för kroppens immunförsvar. På så vis kan immunförsvaret i lugn och ro träna upp sin förmåga att upptäcka och attackera den typen av angrepp i framtiden.

Det klassiska sättet att tillverka vaccin mot virussjukdomar är att först oskadliggöra viruset och sedan spruta in det i kroppen för att framkalla ett reaktion från immunförsvaret. Det går även att framställa vissa typiska protein från viruset på konstgjord väg.

Men de vaccin som har tagits fram av Pfizer/Biontech, Moderna och Astra Zeneca bygger på en annan metod. De innehåller en liten snutt genetisk kod från viruset sars-cov-2, som orsakar covid-19.

När genkoden kommer in i kroppens celler plockas den upp av det maskineri som hela tiden i normala fall sysslar med att läsa av liknande koder för att tillverka de typer av protein som kroppen behöver.

Klubbliknande piggar

Men nu tillverkar kroppen i stället en liten, ofarlig bit av coronaviruset – nämligen delar av de klubbliknande piggar (spikprotein) som viruset har på sin yta för att ta sig in i kroppens celler. De anses vara ett bra mål att träna immunförsvaret på, eftersom de är så grundläggande för coronavirusets funktion.

Eftersom virusproteinet inte tillhör kroppen aktiveras kroppens immunförsvar, som bland annat börjar utveckla skräddarsydda antikroppar mot viruspiggarna. På så vis skapas ett immunologiskt minne, som gör att kroppen snabbt kan reagera på riktiga covidvirus i framtiden.

Genkoden som används i vaccinet fungerar som en "tillfällig manual", och bryts ned i kroppen när den använts. Det sker därför ingen förändring av kroppens egen arvsmassa.

Fördelen med sådana här genetiska vaccin är att det går betydligt snabbare att tillverka en genetisk kod som översätts till protein i kroppen, än att framställa färdigt protein i laboratorium. Genetiska vaccin har dock inte använts i större skala tidigare. Det beror bland annat på att det länge har varit svårt att framställa tillräckligt hållbara gensnuttar. Det problemet har företagen nu löst på olika sätt.

Känslig molekyl

Både Pfizer/Biontech och Moderna använder en typ av genetisk kod som kallas för messenger-RNA (mRNA). Det kan liknas vid ett slags arbetskopia av de gener som lagras i form av DNA inuti cellkärnan.

Fördelen med RNA-molekyler är att de inte behöver komma hela vägen in i cellkärnan för att få effekt. Det räcker att de kommer in i utrymmet utanför cellkärnan, cytoplasman, där cellens maskineri för proteintillverkning finns.

Det har både Moderna och Pfizer/Biontech löst genom att kapsla in RNA-molekylerna i små fetthöljen, som fångas upp av kroppens celler och förs in i cytoplasman.

RNA är dock en mycket känslig molekyl. Det är därför vaccinerna måste förvaras mycket kallt. Pfizer/Biontechs vaccin kräver minus 70 grader Celsius. Moderna har hittat en något robustare utformning, där det räcker med cirka minus 20 grader. Utöver denna skillnad är de två vaccinerna mycket snarlika.

Smugglas av virus

I det vaccin som Astra Zeneca har utvecklat, i samarbete med Oxfords universitet, består genkoden i stället av DNA. Det är en mer hållbar molekyl, vilket gör att vaccinet kan förvaras i vanlig kylskåpstemperatur. Å andra sidan måste DNA-snutten transporteras hela vägen in i cellkärnan för att fungera.

Det sker med hjälp av ett förkylningsvirus, som är specialiserat på att smuggla in genetiskt material i våra cellkärnor. Forskarna har i detta fall utgått från ett så kallat adenovirus från schimpans, som har tömts på sitt eget genetiska material. Kvar blir då ett litet skal, som fylls med vaccinets DNA-snutt och sedan färdas hela vägen in till cellkärnan.

Väl på plats i cellkärnan hanteras DNA-snutten som en tillfällig gen. Först översätts den till en bit mRNA, som sedan slussas ut i cytoplasman. Där fångas den upp av proteinmaskineriet, som då börjar tillverka det virusprotein som ska aktivera immunförsvaret – precis som mRNA-vaccinerna från Moderna och Pfizer/Biontech.

Eftersom DNA-snutten hamnar löst inuti cellkärnan blir den aldrig en del av kroppens egen arvsmassa. I stället bryts den ned efter ett tag. Dessutom kommer själva cellen att angripas av immunförsvaret. Detta har visats i flera studier. Det finns därmed ingen risk att genen lever vidare inuti kroppen efter vaccinationen.

En nackdel med denna typ av DNA-vaccin är att kroppen kan utveckla immunitet mot det transportvirus som används för att smuggla in DNA-snutten i cellkärna. Då minskar effektiviteten.

Beställ Veckans kulturplock!

Ett plock från Kulturen varje fredag i din e-post.

Efterfrågan ökar men under svåra tider är det upp till bevis för private banking-tjänster

Mer läsning