Från virus till vaccin på 80-dagar – den långsiktiga forskningens undergång?

Under pandemins år 2020 har vi fått bevittna hur läkemedelsfirmor över hela världen på rekordtid har utvecklat vaccin mot en ny virussjukdom, covid-19.

Även om utmaningar med produktion och distribution kvarstår, kan utvecklingsarbetet ses som en rätt enkel och synnerligen lukrativ affär för läkemedelsfirmorna.

Det biomedicinska forskningsarbetet vid universiteten ger sällan upphov till ett nytt läkemedel under forskarens aktiva karriär utan i bästa fall endast grundläggande kunskap kring en fysiologisk process eller en sjukdomsmekanism.

”Resurskrävande” och ”ineffektivt” är inte populära slagord i dagens samhälle som domineras av kortsiktigt nyttotänkande. Ett decennium är en evighet och dagens unga forskare måste demonstrera sin samhällsnytta under en betydligt kortare tid.

Att människans molekylära liv är komplext och att det krävs sofistikerad utrustning och stora resurser att studera det ses som en dålig bortförklaring.

Historien om en av läkekonstens största framgångar, vaccinets uppkomst, kan kanske ge perspektiv.

I mitten av 1700-talet talade den engelska läkaren Edward Jenner med en mjölkerska som inte verkade smittas av smittkoppor, en allvarlig infektionssjukdom som under 1700-talet spreds som en löpeld runtom i Europa.

Mjölkerskan trodde att hon blivit immun mot smittkoppor eftersom hon tidigare hade haft kokoppor. Läkaren beslöt att testa teorin och ympade en ung pojke med kokoppor och smittade honom några veckor senare med smittkoppor för att konstatera att pojken inte insjuknade. Pojken hade blivit immun.

Detta var 1796. Nästan hundra år senare, 1885, utvecklade Louis Pasteur ett vaccin mot rabies.

Louis Pasteurs rabiesvaccin vilade på grundligt vetenskapligt arbete. Hans vaccin bestod av försvagade rabiesvirus som han isolerat från kaniner.

Rabiesviruset hade försvagats genom att låta kaninernas ryggmärg från vilken han isolerade viruset torka och vaccinet testades på hundar som blev immuna. En process inte olik de så kallade förkliniska testerna som utförs i forskningslaboratorium idag.

Principen bakom vaccineringen började klarna – en ofarlig dos av smittan ger kroppen ett bestående skydd.

Det stora genombrottet som ledde till ett effektivt vaccin kom först 1949 efter att amerikanska forskare hade lärt sig odla poliovirus i laboratoriet. Forskarna kunde sedan ofarliggöra viruset och framställa ett poliovaccin.

I dag har vi vaccin mot en lång rad farsoter som tidigare varit dödliga.

År 2020 utvecklas coronavaccin som fungerar enligt samma princip det vill säga genom att mobilisera kroppens immunförsvar mot en främmande substans.

De nya coronavaccinerna är inte försvagade viruspartiklar utan mRNA-vaccin. Budbärarmolekylen mRNA förs in i kroppen där det av kroppens celler omvandlas till virusets spikprotein som stimulerar kroppens immunförsvar mot viruset.

Denna utveckling baserar sig på dagens kunskap om de grundläggande molekylära genetiska mekanismerna.

I mitten av 1800-talet i det dåvarande kejsardömet Österrike inledde Gregor Mendel det vetenskapliga studiet av de genetiska mekanismerna och lade grunden för arvsläran, genetiken.

Han studerade hur egenskaper gick i arv genom sitt arbete med ärtblomster men kände inte till de molekylära mekanismerna som låg bakom ärftligheten.

Molekylärbiologins era inleddes på 1950-talet med amerikanen Watsons och engelsmannen Cricks upptäckt att vårt genetiska material är en dubbelsträngad dna-spiral. Dna kopieras till mRNA som kodar för de proteiner som reglerar cellernas funktioner.

Virusets spikprotein är viktigt för att viruset skall ta sig in i människans celler, där det kan reproducera sig.

mRNA-vaccinet produceras syntetiskt i ett laboratorium. Tiden som krävs för att utveckla vaccinerna har förkortats tack vare att man utvecklat ett nytt sätt att transportera mRNA till cellen, och genom att använda den egna kroppen för att producera det aktiva ämnet som stimulerar immunförsvaret, det vill säga coronavirusets spikprotein.

mRNA-vaccin har inte använts tidigare och utvecklingen av vaccin som baserar sig på RNA startade på 1990-talet i samband med ebolaepidemierna i Afrika.

mRNA produceras genom in vitro-transkription fra°n motsvarande dna-templat, det vill säga en dna-sträng som kodar för virusets spikprotein kopieras till motsvarande mRNA.

Detta kräver att vi känner till virusets molekylära sekvenser. Metoden för RNA-sekvensering utvecklades av Walter Fiers i Belgien på 1970-talet. Under samma årtionde utvecklade Frederick Sanger i USA dna-sekvensering. Kinesiska forskare kunde snabbt kartlägga coronavirusets genetiska uppbyggnad tack vare denna teknologi.

Upptäckten av värmeresistenta varianter av de enzymer som är viktiga för att celler skall kunna syntetisera dna gör det möjligt att syntetisera genetiskt material i laboratorier.

Dessa enzymer upptäcktes på 1960-talet bland mikrober som levde i heta källor i Yellowstones nationalpark i USA. 1971 beskrev den norska biokemisten Kjell Kleppe en metod med vilken man kunde kopiera en kort dna-sträng in vitro (latin: ”i glas”) med hjälp av dessa enzymer.

Hans upptäckt fick inte mycket uppmärksamhet och äran för upptäckten av polymeraskedjereaktionen (PCR) tillföll den amerikanska biokemisten Kary Mullis 1983.

Denna molekylärbiologiska metod används idag vid coronatester för att identifiera sjukdomsalstrande smittämnen i provmaterial.

Ihärdigt arbete, god iakttagelseförmåga, nyfikenhet, oförsiktighet och mod, och en hel del slump under de över 200 åren – mer än 80 000 dagar sedan första framstegen – och otaliga resor runt jorden har gett oss kunskapen och metoderna vi behövde för att utveckla ett vaccin mot covid-19 år 2020.

Det bör påpekas att denna text på inget sätt är helomfattande och betydligt fler personer än de som nämnts i texten har bidragit till utvecklingsarbetet och med den nödvändiga kunskapen.