Synes du det går sent med denne koronavaksinen som skal normalisere livet igjen? Faktum er at det i forhold til normalt går veldig fort.

Av Petter Frost og Håvard Øritsland Eggestøl

I forsøket på å stoppe Covid-19-pandemien har genteknologi blitt tatt i bruk i vaksineutvikling i et omfang vi tidligere ikke har sett, og avansert genteknologi ligger bak nesten alle vaksinene som nærmer seg godkjenning for bruk i Norge.


Vaccinus – fra ku

Edward Jenner, mannen vi i dag regner som vaksinens far, var inspirert av ryktet om at budeier som hadde hatt den milde kukoppersykdommen ikke fikk den svært alvorlige koppersykdommen som smittet mellom mennesker. I 1796 utførte han sitt berømte vaksineeksperiment på den åtte år gamle Jim Phipps, sønnen til sin fattige gartner. Jenner tok puss fra utslettet til en jente med kukopper og overførte det til et sår han laget på armen til gutten. Gutten ble pjusk noen dager, men kom seg raskt igjen, skrev Jenner i notatene sine. Senere smittet Jenner den uvitende gutten med «ordentlig» kopper. Ikke en handling vi i dag ville applaudert, men gutten viste seg å være helt immun. Jenner måtte gjenta forsøket på flere, inkludert sin egen sønn, før han fikk aksept for at det å gjennomleve kukopper gav beskyttelse mot kopper. Ordet vaccinus, som betyr «fra ku» på latinsk, ble til i sin nye betydning.


Den vaksinerte kroppen

Vaksinering er å utnytte det at immunsystemet vårt husker smittestoff kroppen har vært utsatt for før. Det er derfor barn bare får vannkopper en gang. Å bli «naturlig vaksinert» ved å ha vannkopper gjør deg imidlertid ikke immun mot andre sykdommer, immuniteten er kun mot akkurat den ene sykdommen du har gjennomlevd eller er blitt vaksinert mot. I tilfelle til Edward Jenner var kukopperviruset så strukturelt likt menneskekopperviruset at immunsystemet til Jim Phipps gjenkjente det som det samme. Det er unike fysiske strukturer på et smittestoff som er det immunsystemet ditt gjenkjenner, like spesifikt som nøkkel i en lås. Det er det fantastiske med immunsystemet vårt, men også det som gjør at vaksiner må utvikles for hver sykdom som dukker opp, en tidkrevende prosess spesielt når det kommer noe «helt nytt».


Konvensjonelle vaksiner

Det immunsystemet vårt reagerer på når vi vaksineres er fysiske strukturer på for eksempel et koronavirus som SARS-CoV-2. En koronaviruspartikkel har du sikkert sett en illustrasjon av på nyhetene (se bilde). Såkalte konvensjonelle vaksiner består av den samme smittestoffpartikkelen, men i en form som ikke lengre gir sykdommen. Vanligvis gjøres det ved å ta livet av viruset (inaktivert virusvaksine) eller ved å svekke viruset (levende attenuerte vaksiner). Uansett krever slike vaksiner at akkurat dét viruset som gir sykdommen kan dyrkes i en bioteknologisk produksjonsprosess. Slike produksjonsprosesser er som regel unike for hvert eneste virus og kan ta mange år å utvikle. Først når det er på plass, starter dokumentasjon av effekt og sikkerhet. For nye virus er det derfor ikke uvanlig at vaksineutvikling og godkjenning kan ta 10-15 år. Flere vaksineselskap, spesielt i Asia, hevder å allerede ha løst disse utfordringene, og inaktiverte konvensjonelle COVID-19 vaksiner er under klinisk utprøving. Sannsynligvis har dette gått relativt fort fordi disse selskapene har hatt, og tatt vare på, historisk kunnskap fra påbegynt vaksineutviklingsarbeid etter SARS-utbruddet i Asia i 2003-2004. Dette ble forårsaket av et nært beslektet koronavirus, SARS-CoV-1.

Koronaviruspartikkelen er bygget opp av flere deler man kaller subenheter. Én av disse subeheten ser ut som en pigg/antenne. Illustrasjon: iStock


Raskere med genteknologi

Viruspartikler er ekstremt små, men er like fysiske som andre strukturer du har et mindre abstrakt forhold til. Om du kikker på bildet igjen vil du se at koronaviruspartikkelen er bygget opp av ulike byggesteiner vi kaller subenheter. En av disse ser ut som en liten pigg og slike «antenner» er ofte involvert i å feste seg til celler når du puster inn dråper med smitte. Det betyr i mange tilfeller at en slik subenhet alene kan fungere som en vaksine, dersom du klarer å produsere den for seg selv. Det er her genteknologien kommer inn. La oss kalle genet for piggen på virusoverflaten for Spike- (S-)genet. Med genteknologi kan vi kopiere dette S-genet og på ulike måter produsere bare det piggeproteinet som S-genet koder for. Fordelen med dette er at man kan bruke et allerede etablerte produksjonssystem til å produsere vaksinen og dermed spare enormt med tid sammenlignet med konvensjonell vaksineutvikling. Det vanskelige er imidlertid at det å produsere en subenhet alene ikke alltid resulterer i identisk form som når subenheten er en del av overflaten på viruset. Og har den ikke «rett» form vil den ikke fungere som vaksine. En vaksine fungere jo ved at immunsystemet nøyaktig kjenner igjen en struktur kroppen har vært eksponert for før.


Ett gen – flere metoder

Basert på S-genet til SARS-CoV-2 er det i dag en rekke ulike måter man forsøker å lage en Covid-19-vaksine. Grovt sett er det tre hovedprinsipper som dominerer:

S-genet kan settes inn i arvestoffet til et annet virus som man allerede vet hvordan man skal dyrke i industriell skala. Gjort rett blir piggeproteinet fra koronaviruset da en del av overflaten på et annet virus som da kan brukes som vaksine. Den såkalte AstraZeneca/Oxford-vaksinen og vaksinen fra Johnson & Johnson er slike viral-vektor-vaksiner.

S-genet kan settes inn i en organisme som er lettere å dyrke enn et virus. Gjort rett produserer denne organismen da fritt «piggen» som isoleres og brukes som vaksine. Dette kaller man en rekombinant subenhet-vaksine. Firmaet Novavax er relativt langt fremme med en vaksine basert på denne strategien.

Den aller nyeste vaksineteknologien som nå brukes er såkalte RNA-vaksiner. Her er selve vaksinen en kopi av genet (syntetisk laget mRNA), men det som gir vaksinevirkningen er fremdeles subenhet piggeproteinet. Når du vaksineres er det celler i kroppen din som bruker koden i mRNA-et til å produsere piggeproteinet. Det som skjer i cellene dine, er ganske likt det som skjer når piggeproteinet produseres i celler infisert med SARS-CoV-2. I skrivende stund har BioNTech og samarbeidspartner Pfizer offentligjort at deres RNA-baserte koronavaksine er 90 prosent effektiv. Det amerikanske selskapet Moderna ligger like bak i sin utprøvning.


Hvem vinner?

«Hvem vinner vaksinekappløpet,» spørres det om, men er det rett spørsmål? Selvsagt vil de som lykkes tjene penger på Covid19-vaksinen og det er en del av motivasjonen. Men om man ser på hvor mange selskaper som nå samarbeider på tvers av normale konkurransegrenser, så illustrerer det kanskje først og fremst erkjennelsen av at «kappløpet» er med klokken. Vi er trolig avhengig av at mange lykkes for at det skal være mulig å produsere nok vaksinedoser på verdensbasis.