การแช่แข็งวัคซีนที่มี RNA เป็นพื้นฐานจะป้องกันไม่ให้ส่วนประกอบที่เปราะบางพังทลาย
ไฟเซอร์กำลังแข่งกันขออนุมัติวัคซีนโควิด-19 โดยจะ ยื่นขออนุญาตใช้ในกรณีฉุกเฉิน จากสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกาในวันที่ 20 พฤศจิกายน แต่บริษัทยายักษ์ใหญ่ต้องเผชิญกับความท้าทายครั้งใหญ่ในการแจกจ่ายวัคซีน ซึ่งต้องรักษาความเย็นจัด – 70 องศาเซลเซียส ต้องใช้ตู้แช่แข็งจัดเก็บพิเศษและตู้คอนเทนเนอร์สำหรับขนส่ง
Kurt Seetoo ผู้จัดการโครงการสร้างภูมิคุ้มกันโรคที่ Maryland Department of Public Health ในบัลติมอร์กล่าวว่า “มีข้อกำหนดในการจัดเก็บข้อมูลที่ไม่เหมือนใคร “ปกติเราไม่เก็บวัคซีนที่อุณหภูมินั้น ดังนั้นมันจึงเป็นความท้าทายอย่างแน่นอน”
นั่นหมายความว่าแม้ว่าวัคซีนที่พัฒนาโดยไฟเซอร์และหุ้นส่วน BioNTech ของเยอรมันนั้นน่าจะเป็นวัคซีนตัวแรกที่ไปถึงเส้นชัยในสหรัฐอเมริกา แต่ในที่สุดการยอมรับก็อาจถูกจำกัด คณะกรรมการของ FDA ที่ดูแลวัคซีนจะประชุมกันในวันที่ 10 ธันวาคมเพื่อหารือเกี่ยวกับคำขอใช้ในกรณีฉุกเฉิน การประชุมนั้นจะถูกสตรีมสดบนเว็บไซต์ของเอเจนซี่และช่อง YouTube, Facebook และ Twitter
บริษัทต่างๆ กำลังมองหาการอนุญาตให้จำหน่ายวัคซีนในออสเตรเลีย แคนาดา ยุโรป ญี่ปุ่น สหราชอาณาจักร และส่วนอื่น ๆ ของโลก ทำให้ปัญหาการแช่แข็งอย่างลึกเป็นความท้าทายระดับโลก
วัคซีนที่คล้ายคลึงกันซึ่งพัฒนาโดย Moderna และสถาบันโรคภูมิแพ้และโรคติดเชื้อแห่งชาติของสหรัฐฯ ยังต้องแช่แข็งอีกด้วย แต่สามารถคงอยู่ได้ที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส จึงสามารถเก็บไว้ในช่องแช่แข็งมาตรฐานและสามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิตู้เย็นได้นานถึงหนึ่งเดือน วัคซีนส่วนใหญ่ไม่ต้องการการแช่แข็งเลย แต่ทั้งวัคซีนของไฟเซอร์และโมเดอร์นาเป็นวัคซีนชนิดใหม่ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิต่ำเพื่อป้องกันไม่ให้วัคซีนแตกตัวและไม่มีประโยชน์
วัคซีนทั้งสองชนิดใช้ RNA ของผู้ส่งสารหรือ mRNA ซึ่งมีคำแนะนำในการสร้างสำเนาของโปรตีนขัดขวางจากไวรัสโคโรน่า เซลล์ของมนุษย์อ่านคำแนะนำเหล่านั้นและผลิตสำเนาของโปรตีน ซึ่งจะทำให้ระบบภูมิคุ้มกันทำงานได้ดีขึ้นเพื่อโจมตี coronavirus หากมันโทรมา
เหตุใดวัคซีนของไฟเซอร์จึงต้องถูกแช่แข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าทวีปแอนตาร์กติกาและของโมเดอร์นาไม่ต้องทำ
การตอบคำถามนั้นต้องมีการเก็งกำไร บริษัทต่างๆ ไม่น่าจะเปิดเผยกลอุบายและความลับทางการค้าทั้งหมดที่พวกเขาใช้ในการผลิตวัคซีน Sanjay Mishra นักเคมีด้านโปรตีนและนักวิทยาศาสตร์ข้อมูลที่ Vanderbilt University Medical Center ในแนชวิลล์กล่าว
แต่มีอย่างน้อยสี่สิ่งที่อาจกำหนดว่าวัคซีน mRNA นั้นบอบบางเพียงใดและต้องแช่แข็งให้ลึกเพียงใดเพื่อให้วัคซีนมีความสดและมีประสิทธิภาพ วิธีการที่บริษัทต่างๆ จัดการกับความท้าทายทั้งสี่นั้นน่าจะเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้วัคซีนเย็นลงได้อย่างไร Mishra กล่าว
ปริศนาความต้องการเย็นเริ่มต้นด้วยความแตกต่างทางเคมีระหว่าง RNA กับลูกพี่ลูกน้องของ DNA
เหตุผลหนึ่งที่ RNA มีความเสถียรน้อยกว่า DNA มาก เนื่องมาจากความแตกต่างที่สำคัญในน้ำตาลที่ประกอบเป็นกระดูกสันหลังของโมเลกุล กระดูกสันหลังของอาร์เอ็นเอคือน้ำตาลที่เรียกว่าไรโบส ในขณะที่ดีเอ็นเอคือดีออกซีไรโบส ความแตกต่าง: DNA ไม่มีโมเลกุลออกซิเจน Mishra กล่าวว่า “DNA สามารถอยู่รอดได้หลายชั่วอายุคน” แต่ RNA มีความชั่วคราวมากกว่ามาก “และสำหรับชีววิทยา นั่นเป็นสิ่งที่ดี”
เมื่อเซลล์มีงานต้องทำ พวกเขามักจะต้องเรียกโปรตีนเข้ามาให้บริการ แต่เช่นเดียวกับผู้ผลิตส่วนใหญ่ เซลล์ไม่มีโปรตีนสะสม พวกเขาต้องทำชุดใหม่ทุกครั้ง สูตรการทำโปรตีนถูกเก็บไว้ใน DNA แทนที่จะเสี่ยงสร้างความเสียหายต่อสูตรดีเอ็นเอโดยวางบนเคาน์เตอร์ครัวโมเลกุลขณะปรุงโปรตีนเป็นชุด เซลล์จะสร้างสำเนาอาร์เอ็นเอของสูตรแทน สำเนาเหล่านี้อ่านโดยเครื่องจักรมือถือและใช้ในการผลิตโปรตีน
เช่นเดียวกับ ข้อความ Mission Impossibleที่ทำลายตัวเองเมื่อเล่นแล้ว RNA จำนวนมากจะถูกลดระดับลงอย่างรวดเร็วเมื่ออ่าน การกำจัด RNA อย่างรวดเร็วเป็นวิธีหนึ่งในการควบคุมปริมาณโปรตีนที่ผลิตขึ้นโดยเฉพาะ มีเอ็นไซม์จำนวนมากที่อุทิศให้กับการทำลายอาร์เอ็นเอที่ลอยอยู่รอบ ๆ ภายในเซลล์และเกือบทุกที่อื่น การติดวัคซีนที่มีอาร์เอ็นเอเป็นพื้นฐานในช่องแช่แข็งแบบระเบิดจะป้องกันไม่ให้เอ็นไซม์ดังกล่าวฉีกขาดออกจากกัน RNA และทำให้วัคซีนเฉื่อย
อีกวิธีหนึ่งที่ความเสถียรของโมเลกุลแตกต่างกันอยู่ในสถาปัตยกรรมของพวกมัน สายคู่ของ DNA พันกันเป็นเกลียวคู่ที่สง่างาม แต่ RNA ทำงานเพียงเส้นเดียวในเกลียวเดียวที่จับคู่กับตัวเองในบางจุด ทำให้เกิดรูปทรงที่ชวนให้นึกถึงอมยิ้ม กิ๊บติดผม และวงเวียน “โครงสร้างรอง” เหล่านั้นสามารถทำให้อาร์เอ็นเอบางตัวเปราะบางมากกว่าชนิดอื่น
อีกสถานที่หนึ่งที่ความแตกต่างทางเคมีของ DNA และ RNA ทำให้ยากต่อ RNA คือส่วนหนึ่งของโมเลกุลที่สะกดคำแนะนำและส่วนผสมของสูตร หน่วยย่อยพกพาข้อมูลของโมเลกุลเรียกว่านิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์ของ DNA มักแสดงด้วยตัวอักษร A, T, C และ G สำหรับอะดีนีน, ไทมีน, ไซโตซีนและกัวนีน RNA ใช้ A, C และ G เหมือนกัน แต่แทนที่ไทมีนจะมีตัวอักษรต่างกัน: uracil หรือ U
