Regio – In de media wordt regelmatig bericht over de ontwikkelde coronavirusvaccins en hoe en wanneer de vaccinatie zou moeten plaatsvinden. Maar wat doet nu zo’n vaccin en hoe werkt dit? Dat is best een complexe materie om uit te leggen. Het RIVM meldt vijf typen vaccins. Om de werking van deze vaccins te verduidelijken, moet je weten wat een virus is en hoe zich dit vermenigvuldigt. Daar ligt namelijk vaak de sleutel van de werking van deze ontwikkelde coronavaccins.

Wat is een virus? Een virus is een hoeveelheid erfelijk materiaal (DNA of RNA) met daaromheen een eiwitmantel, die levende cellen infecteert. Het DNA of RNA bevat de instructies om nieuwe viruseiwitten te maken. De eiwitmantel beschermt het erfelijk materiaal van het virus en helpt bij het binnendringen van gastheercellen. Doordat virussen de uitrusting missen om zelf eiwitten te maken, hebben ze levende cellen nodig, bijvoorbeeld van de mens, om te muteren.

DNA

De DNA-molecuul is het materiaal waarin de erfelijke informatie van in dit geval de mens, is vastgelegd. DNA is de Engelse afkorting van DeoxyriboNucleid Acid, in het Nederlands desoxyribonucleinezuur. Een DNA- molecuul bestaat uit twee strengen (dubbelstrengs) van nucleotiden, dat zijn de bouwstenen waaruit DNA- en RNA-moleculen zijn opgebouwd. De erfelijke informatie ligt besloten in de volgorde (sequentie) van de nucleotiden. Nucleotiden kun je het beste vergelijken met een volgorde van letters, waarmee je woorden, zinnen en boeken kunt maken. Zo is het ook met DNA-sequenties. Doordat hier weer veel verschillende samenstellingen mogelijk zijn, kan de volgorde zorgen voor unieke erfelijke informatie en kan er met de nucleotiden uit het DNA erfelijke informatie gecodeerd worden.

RNA

RNA (een afkorting van ribonucleïnezuur, in het Engels ribonucleic acid) is een molecuul dat, net als DNA, bestaat uit een reeks aan elkaar gekoppelde nucleotiden. Ook hier ligt de erfelijke informatie besloten in de volgorde van de nucleotiden in die moleculen.

Verschillen tussen RNA en DNA

RNA lijkt op DNA, maar er zijn verschillen. In tegenstelling tot DNA bestaat RNA meestal uit een streng (enkelstrengs) die in de vorm van een enkele spiraal is gedraaid. Een cel heeft een vaste hoeveelheid DNA (de chromosomen), maar er wordt doorlopend nieuw RNA gemaakt en weer afgebroken. Een gen is een afgebakend stuk DNA op een chromosoom, dat in de volgorde van nucleotiden de informatie bevat voor één of meerdere specifieke eiwitten.

Je kunt ook zeggen dat het gen codeert voor het eiwit. Een eiwit kan een erfelijke eigenschap tot uiting brengen, zoals bloedgroep of bloemkleur. In cellen vind je verschillende typen RNA, met verschillende functies. Al deze typen RNA hebben een rol in de productie van eiwitten die worden afgelezen en gekopieerd op basis van informatie uit het DNA. RNA ontstaat dus wanneer er in de cel eiwitten gemaakt moeten worden. een cel nodig om zijn functies uit te voeren. De synthese verloop volgens een aantal stappen:.

DNA- en RNA-vaccins

DNA deoxyribonucleic acid- en RNA ribonucleic acidvaccins voegen een nieuw stuk DNA of RNA toe aan bepaalde afweercellen in ons lichaam. Vaak zijn dat een speciaal soort afweercellen, die een virus of bacterie opnemen en afbreken. De afweercellen die een virus of bacterie hebben afgebroken, laten een stukje van het virus of de bacterie (subeenheid of antigeen genoemd) aan andere afweercellen zien om het antigeen te leren herkennen. Daarom heten deze afweercellen ook wel antigeen-presenterende cellen.

De cellen die het antigeen leren herkennen, heten lymfocyten. DNA- en RNA-vaccins zorgen ervoor dat de antigeen-presenterende cellen een stukje van het virus kunnen laten zien zonder dat de cel de levende versie van het virus of de bacterie eerst heeft moeten opnemen en afbreken. Als we daarna in de toekomst besmet worden door de levende versie van het virus of de bacterie, herkennen de lymfocyten het antigeen van het virus of bacterie al, neutraliseren het virus of de bacterie en worden we niet ziek.

Er zijn ook DNA- en RNA-vaccins die in plaats van afweercellen gebruikmaken van ‘gewone’ lichaamscellen. Ook deze cellen presenteren het antigeen aan ons afweersysteem wat ervoor zorgt dat we niet ziek worden als we echt besmet raken. Deze DNA- en RNA- technieken zijn nieuw, en voor nog geen enkele menselijke ziekte is een DNA- of RNA- vaccin goedgekeurd. Voor dieren is al wel een aantal DNA-vaccins met succes in gebruik.

Levend verzwakte vaccins

Sommige vaccins tegen andere infectieziekten zijn gebaseerd op verzwakte versies van een virus. Dat noemen we levend verzwakte vaccins. De virussen worden door groei in cellen in een laboratorium zwak en minder ziekmakend gemaakt en daarna verwerkt in een vaccin. Als mensen dan via vaccinatie in contact komen met deze verzwakte virussen, kan het virus zich slecht in de mens vermenigvuldigen. Dat zorgt ervoor dat ons afweersysteem genoeg tijd krijgt om te leren vechten tegen dit verzwakte virus. Zo worden we immuun, zonder dat we ziek worden.

Geïnactiveerde vaccins

In geïnactiveerde vaccins zitten gedode virussen of bacteriën, of stukjes ervan. Als ons afweersysteem deze dode virussen of bacteriën of de stukjes ervan ziet, kan het de stukjes leren herkennen. Hierna zijn we beschermd. Als we in de toekomst besmet worden door de levende versie van het virus of de bacterie herkent ons afweersysteem het virus of de bacterie en start een versnelde reactie om ons tegen besmetting te beschermen. Als gevolg daarvan worden we niet ziek.

Subeenheidvaccins

Een vaccin dat alleen heel specifieke stukjes van een virus of bacterie bevat, noemen we een subeenheidvaccin. Als het afweersysteem zo’n subeenheid kan herkennen, wordt het ook wel een antigeen genoemd. Voor bescherming tegen COVID-19 wordt veel onderzoek gedaan naar subeenheidvaccins. Een belangrijke subeenheid van SARS severe acute respiratory syndrome -CoV coronavirus -2 is het zogenoemde S(pike)-eiwit. Dit eiwit zit vast aan de buitenkant van het virus.

Met het S-eiwit maakt het virus contact met een ander eiwit dat in de buitenkant zit van de cellen in onze longblaasjes. Als het virus zich via het S-eiwit vastmaakt aan een menselijke cel kan het virus de cel binnendringen. Dan is de cel geïnfecteerd. Omdat het S-eiwit zo’n belangrijke rol speelt bij infectie, is dat het doelwit waar veel vaccinontwikkelaars zich op richten. Als we in de toekomst besmet worden door de levende versie van het virus of de bacterie, herkent ons afweersysteem het virus meteen. We worden dan niet ziek.

Vectorvaccins

Onderzoekers kunnen bestaande virussen aanpassen zodat ze als vaccin werken. Dan zijn het geen virussen meer, maar vectoren. De virussen zijn zo aangepast dat ze zich maar weinig als virus gedragen. Het verschil met de echte virussen is dat vectorvirussen:

• niet meer iemand ziek kunnen maken;
• (vaak) zichzelf niet kunnen vermeerderen, en;
• behalve RNA ribonucleic acid of DNA deoxyribonucleic acid van zichzelf ook een stuk RNA of DNA van een ander virus bij zich hebben. Alle stukken RNA of DNA kunnen werken als antigeen, zodat de cellen uit ons afweersysteem reageren op het vectorvirus én op een onderdeel van het vaccinvirus. Zo ontstaat immuniteit.

Virussen die vaak worden aangepast tot een vector zijn de adenovirussen. Adenovirussen zijn een groep virussen waar mensen vaak aan blootgesteld worden, maar die geen of alleen maar milde ziekte veroorzaken. Adenovirussen komen veel voor. Daardoor weet ons afweersysteem goed hoe het een adenovirusinfectie moet aanpakken.

(Bronnen: Alles over DNA en RIVM / Foto: Gerd Altmann via Pixabay)