Năm 2020, thế giới cần một loại vắc-xin COVID-19 nhanh chóng. Hai công ty, Pfizer-BioNTech và Moderna, đã cho ra đời một loại vắc-xin trong vòng chưa đầy một năm bằng cách sử dụng một công nghệ chưa từng được phê duyệt trước đây. Vắc-xin mRNA hướng dẫn các tế bào sản xuất một loại protein virus, mà hệ thống miễn dịch nhận biết và ghi nhớ. Khi virus thật xuất hiện, hệ thống miễn dịch đã sẵn sàng.

Cơ chế này rất tinh tế. RNA thông tin (mRNA) là một phân tử mang chỉ thị từ DNA đến ribosome, nơi tổng hợp protein. Trong vắc-xin mRNA, mRNA mã hóa kháng nguyên virus, ví dụ như protein gai của SARS-CoV-2. mRNA được đóng gói trong các hạt nano lipid và vận chuyển vào tế bào. Các tế bào sản sinh kháng nguyên, và hệ thống miễn dịch tạo ra phản ứng. mRNA bị phân hủy ngay sau đó, và nó không đi vào nhân tế bào hoặc làm thay đổi DNA của tế bào.

Vắc xin mRNA có nhiều ưu điểm. Chúng có thể được thiết kế nhanh chóng sau khi biết được trình tự gen của virus. Chúng được sản xuất bằng quy trình không cần tế bào, nhanh hơn và có khả năng mở rộng quy mô hơn so với sản xuất vắc xin truyền thống. Chúng không chứa virus sống, vì vậy không thể gây nhiễm trùng. Chúng có thể được cập nhật nhanh chóng khi virus đột biến.

Những thách thức nằm ở tính ổn định và khả năng vận chuyển. mRNA rất dễ bị phân hủy và phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Các hạt nano lipid có thể gây ra tác dụng phụ. Và công nghệ này còn mới, do đó dữ liệu dài hạn còn hạn chế. Mặc dù gặp nhiều thách thức, vắc xin mRNA là một bước tiến lớn và chúng đang được phát triển cho các bệnh khác, bao gồm ung thư và cúm.