Kann die Next-Generation-Sequenzierung die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen beschleunigen?

10.10.2023

Dr. Weilin Liu

Dr. Weilin Liu - Field Application Scientist bei MGI

Kann die Next-Generation-Sequenzierung die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen beschleunigen?
Kann die Next-Generation-Sequenzierung die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen beschleunigen?
Kann die Next-Generation-Sequenzierung die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen beschleunigen?

Katalin Karikó und Drew Weissman wurden der 2023 Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre subtilen, aber bedeutsamen Entdeckungen im Zusammenhang mit Nukleosid-Basen-Modifikationen (Abb. 1) verliehen, nämlich der Ersetzung von Uridin durch N1-Methylpseudouridin (m1Ψ), welches als Eckpfeiler dient, um die mRNA-Lieferung nicht-immunogen zu machen und die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen gegen COVID-19 mit beispielloser Wirksamkeit und Geschwindigkeit zu ermöglichen, wodurch Millionen von Leben gerettet und nicht nur die Pandemie einer Krankheit, sondern auch die katastrophale Gesundheitsbelastung weltweit beendet wurde.

Zurzeit werden viele neue mRNA-basierte Therapien für eine Vielzahl von Krankheiten, einschließlich anderer infektiöser Erreger, Krebs und Autoimmunerkrankungen, energisch entwickelt. In der Zwischenzeit sind die Bedenken hinsichtlich ihrer Sicherheit und potenziellen Nebenwirkungen zweifellos aufgetreten, wie es auch bei anderen neuen Behandlungen der Fall war. Obwohl verschiedene Techniken wie RT-qPCR, Kapillargelelektrophorese, IP-RP-HPLC und Immunoblotting in der Qualitätsanalyse von mRNA-Impfstoffen eingesetzt wurden, sind diese Methoden mühsam, teuer und weisen eine mangelnde Empfindlichkeit bei der Detektion wesentlicher mRNA-Merkmale auf. Demzufolge besteht ein dringender Bedarf an einer robusten und kombinierten analytischen Methode zur Bewertung der Integrität, Effizienz von mRNA-Impfstoffen und vor allem zur Überwachung von Kontaminanten und Off-Target-Effekten, um diese Sicherheits- und Spezifitätsbedenken anzugehen. In den letzten Jahren hat sich die Next-Generation-Sequenzierungstechnologie in vielerlei Hinsicht rapide weiterentwickelt, darunter eine verbesserte Sequenzierungskapazität, Geschwindigkeit, Genauigkeit, signifikante Kostenreduzierung und die Entwicklung von Long-Reads, was ihre vielfältigen Anwendungen sowohl in der Forschung als auch in der klinischen Diagnose fördert. Kann die Next-Generation-Sequenzierung die Entwicklung und Validierung von mRNA-Impfstoffen und -therapien unterstützen?


Eine RNA-Sequenzierungsstudie, die kürzlich in den Nature Communications veröffentlicht wurde, kombinierte und bewertete sowohl Short- als auch Long-Read-Sequenzierung für die Analyse von mRNA-Impfstoffen und -therapien. In der Studie wurde eine vereinfachte Methode, der VAX-seq Workflow (Gunter et al., 2023), vorgeschlagen, gefolgt von einem integrierten bioinformatischen Tool namens Mana, um eine umfassende Bewertung dieser mRNA-Schlüsselmerkmale, einschließlich Sequenzintegrität, 3’-Ende Poly(A)-Schwanzlänge und DNA/RNA-Kontaminanten (Abb. 2), zu erhalten. Darüber hinaus bietet VAX-seq auch eine Lösung zur Erkennung von Off-Target-RNAs, die während der in-vitro-Transkription als verkürzte, Read-through- oder Anti-Sense-Form von RNAs ausgelöst werden und eine angeborene Immunantwort auslösen. Sowohl die Long- als auch Short-Read-Sequenzierung zeigten einen ähnlichen Prozentsatz an On- und Off-Target-RNAs.

Über MGI

MGI Tech Co., Ltd. (MGI) ist an vorderster Front der globalen Innovation tätig und leistet aktiv einen Beitrag zur Lebenswissenschaft durch intelligente Innovation. Mit Präsenz in über 100 Ländern und einer Kundenbasis von mehr als 2600 hat die hochmoderne Technologie von MGI wesentlich zur Entwicklung von über 736 Benutzerpatenten beigetragen und die Erstellung von über 150 Petabyte an Daten ermöglicht. Das umfangreiche Portfolio des Unternehmens umfasst Sequenziergeräte, Automatisierungsgeräte, Reagenzien und verwandte Produkte, die verschiedene Bereiche wie die Lebenswissenschaftsforschung, Landwirtschaft, Präzisionsmedizin und Gesundheitswesen bedienen.

MGI widmet sich der Weiterentwicklung von Werkzeugen für die Lebenswissenschaften im Hinblick auf das Gesundheitswesen der Zukunft. Bis Dezember 2021 hat die globale Präsenz des Unternehmens auf über 100 Länder und Regionen zugenommen und bedient über 1.300 internationale Kunden. Mit einer Belegschaft von über 2.900 Fachleuten weltweit, einschließlich 5 Zentren für Forschung und Entwicklung sowie Produktionsstätten in Europa, ist MGI darum bemüht, Innovationen zu fördern. Etwa 35% der Mitarbeiter von MGI sind in F&E tätig, was die Ausrichtung des Unternehmens auf wegweisende Fortschritte in diesem Bereich unterstreicht.

Die Auswirkungen der Arbeit von MGI werden durch die Veröffentlichung von über 6.800 Artikeln in angesehenen wissenschaftlichen Fachzeitschriften weiter belegt, was die bedeutende Beitrag der Technologie von MGI zur wissenschaftlichen Gemeinschaft und darüber hinaus zeigt.

Für weitere Informationen über MGI und seine Beiträge zu den Lebenswissenschaften und dem Gesundheitswesen besuchen Sie bitte die MGI-Website oder folgen Sie uns auf Twitter, LinkedIn oder YouTube.

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