Kako se stvara vakcina protiv koronavirusa i može li zaustaviti pandemiju

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 03:49

Neočekivano, nema potrebe za ubrzavanjem rada na vakcini.

Deseci biotehnoloških kompanija i naučnih institucija utrkuju se protiv pandemije kako bi stvorili različite opcije cjepiva za novi SARS-CoV-2 koronavirus. Smišljamo koje tehnologije se koriste za njihovo razvijanje, koliko će vremena proći dok se vakcina protiv COVID-19 ne može vakcinisati i da li će buduća vakcina moći da zaustavi pandemiju.

Svaki put kada se čovječanstvo suoči s novom infekcijom, tri trke počinju istovremeno: za lijek, test sistem i vakcinu. Prošle sedmice, Naučni centar Rospotrebnadzora započeo je testiranje vakcine protiv novog koronavirusa, testiranje vakcine protiv korona virusa na životinjama, a u Sjedinjenim Državama počinje kliničko ispitivanje istraživačke vakcine za COVID-19 NIH-a. Znači li to da je pobjeda nad epidemijom blizu?

Prema WHO-u, oko 40 laboratorija širom svijeta objavilo je NACRT krajolika kandidatskih vakcina protiv COVID-19 - 20. marta 2020. da razvijaju vakcine protiv koronavirusa. I uprkos činjenici da među njima ima jasnih lidera – na primjer, kineske kompanije CanSino Biologics, koja je dobila REKOMBINANTNU NOVELNU VAKCINU KORONAVIRUS (ADENOVIRUS TIP 5 VECTOR) ODOBRENU ZA KLINIČKA ISPITIVANJA, dozvolu za ispitivanja na ljudima, i američka Moderna, koja je već započeli su ih, - Sada je teško predvidjeti koja će od kompanija pobijediti u ovoj trci, i što je najvažnije, da li će razvoj vakcina prestići širenje koronavirusa. Uspjeh u ovoj trci ne samo da zavisi od izbora oružja, odnosno od principa na kojem je izgrađena vakcina.

Mrtav virus je loš virus

U školskim udžbenicima obično pišu da se za vakcinaciju koristi ubijeni ili oslabljeni patogen. Ali ove informacije su pomalo zastarjele. “Inaktivirane („ubijene”. - cca. N + 1.) i atenuirane (oslabljene. - cca. N + 1.) Vakcine su izmišljene i uvedene sredinom prošlog veka, i teško ih je smatrati modernim, - objašnjava u razgovoru sa N+1 Olga Karpova, šef katedre za virusologiju Biološkog fakulteta Moskovskog državnog univerziteta Lomonosov. - Skupo je. Teško se transportuje i skladišti, mnoge vakcine stižu na mesta gde su potrebne (ako je reč, na primer, o Africi) u takvom stanju kada više nikoga ne štite."

Štaviše, nije sigurno. Da biste dobili visoku dozu "ubijenog" virusa, prvo morate nabaviti velike količine živog, a to povećava zahtjeve za laboratorijskom opremom. Zatim ga treba neutralizirati - za to koriste, na primjer, ultraljubičasto ili formalin.

Ali gdje je garancija da među mnoštvom "mrtvih" virusnih čestica više neće biti onih koje mogu uzrokovati bolest?

Sa oslabljenim patogenom, to je još teže. Sada, kako bi oslabio, virus je prisiljen da mutira, a zatim se biraju najmanje agresivni sojevi. Ali to proizvodi virus s novim svojstvima, a ne mogu se sva unaprijed predvidjeti. Opet, gdje je garancija da, jednom u tijelu, virus neće nastaviti mutirati i proizvesti "potomstvo" još više "zlo" od originala?

Stoga se i "ubijeni" i "neubijeni" virusi danas rijetko koriste. Na primjer, među modernim vakcinama protiv gripe, “oslabljeni patogeni” su u manjini - Vakcine protiv gripe sljedeće generacije: mogućnosti i izazovi su u manjini - samo 2 od 18 vakcina odobrenih u Evropi i Sjedinjenim Državama do 2020. su uređene. Od više od 40 projekata vakcina protiv korona virusa, samo jedan je organizovan po ovom principu - na njemu je angažovan Indijski institut za serum.

Podijelite i vakcinišite

Mnogo je sigurnije uvesti imuni sistem ne na cijeli virus, već na njegov poseban dio. Da biste to učinili, morate odabrati protein pomoću kojeg će "unutrašnja policija" osobe moći precizno prepoznati virus. U pravilu je riječ o površinskom proteinu, uz pomoć kojeg patogen prodire u stanice. Zatim morate nabaviti neku ćelijsku kulturu da biste proizveli ovaj protein u industrijskoj mjeri. To se radi uz pomoć genetskog inženjeringa, zbog čega se takvi proteini nazivaju genetski modifikovani, odnosno rekombinantni.

„Vjerujem da vakcine moraju biti rekombinantne i ništa drugo“, kaže Karpova. - Štaviše, to moraju biti vakcine na prenosiocima, odnosno proteini virusa moraju biti na nekakvom nosaču. Činjenica je da sami po sebi (proteini) nisu imunogeni. Ako se proteini niske molekularne težine koriste kao vakcina, oni neće razviti imunitet, tijelo neće reagirati na njih, pa su čestice nosača apsolutno neophodne.”

Kao takav nosilac, istraživači sa Moskovskog državnog univerziteta predlažu da se koristi virus mozaika duvana - "Vikipedija" (ovo je, inače, prvi virus koji su ljudi otkrili). Obično izgleda kao tanak štapić, ali kada se zagrije, poprima oblik lopte. „Postojan je, ima jedinstvena svojstva adsorpcije, privlači proteine na sebe“, kaže Karpova. "Na njegovu površinu možete postaviti male proteine, same antigene." Ako pokrijete virus mozaika duhana proteinima koronavirusa, onda se on za tijelo pretvara u imitaciju virusne čestice SARS-CoV-2. „Virus mozaika duvana“, primećuje Karpova, „je efikasan imunostimulans za organizam. U isto vrijeme, budući da biljni virusi ne mogu zaraziti životinje, uključujući ljude, proizvodimo apsolutno siguran proizvod."

Sigurnost različitih metoda povezanih s rekombinantnim proteinima učinila ih je najpopularnijim - najmanje desetak kompanija sada pokušava nabaviti takav protein za koronavirus. Osim toga, mnogi koriste druge viruse - na primjer, adenovirusne vektore ili čak modificirane žive viruse ospica i velikih boginja koji inficiraju ljudske stanice i tamo se razmnožavaju zajedno s proteinima koronavirusa. Međutim, ove metode nisu najbrže, jer je potrebno uspostaviti in-line proizvodnju proteina i virusa u ćelijskim kulturama.

Goli geni

Korak proizvodnje proteina u ćelijskoj kulturi može se skratiti i ubrzati tako što će tjelesne stanice same proizvesti virusne proteine. Vakcine za gensku terapiju rade po ovom principu - "goli" genetski materijal - virusna DNK ili RNK - može se ubaciti u ljudske ćelije. DNK se obično ubrizgava u ćelije pomoću elektroporacije, odnosno, uz injekciju, osoba prima svjetlosni pražnjenje, kao rezultat toga, povećava se propusnost ćelijskih membrana, a lanci DNK ulaze unutra. RNK se isporučuje pomoću lipidnih vezikula. Na ovaj ili onaj način, ćelije počinju proizvoditi virusni protein i demonstrirati ga imunološkom sistemu, a on razvija imuni odgovor čak i u odsustvu virusa.

Ova metoda je sasvim nova, u svijetu ne postoje vakcine koje bi radile na ovom principu.

Ipak, prema WHO-u, sedam kompanija odjednom pokušava da napravi vakcinu protiv korona virusa zasnovanu na njoj. Ovo je put kojim je krenula Moderna Therapeutics, američki lider u trci vakcina. Za sebe su ga odabrala još tri učesnika trke iz Rusije: Naučni centar Vektor u Novosibirsku (prema Rospotrebnadzoru, istovremeno testira čak šest dizajna vakcina, a jedan od njih je baziran na RNK), Biocad i Naučno-klinički centar za preciznu i regenerativnu medicinu cijena Kazan.

„U principu, nije tako teško stvoriti vakcinu“, kaže Albert Rizvanov, direktor Centra, profesor Odsjeka za genetiku na Institutu za fundamentalnu medicinu i biologiju Kazanskog federalnog univerziteta. "Vakcine za gensku terapiju najbrže su u razvoju, jer je dovoljno da se stvori genetski konstrukt." Vakcina, na kojoj se radi u Centru, trebalo bi da puca na nekoliko meta odjednom: u ćelije se istovremeno ubrizgava lanac DNK sa nekoliko virusnih gena. Kao rezultat toga, stanice će proizvoditi ne jedan virusni protein, već nekoliko odjednom.

Osim toga, prema Rizvanovu, DNK vakcine mogu biti jeftinije od ostalih u proizvodnji. „Mi smo u suštini kao Space X“, šali se naučnik. - Razvoj našeg prototipa košta samo nekoliko miliona rubalja. Međutim, izrada prototipa je samo vrh ledenog brega, a testiranje sa živim virusom je potpuno drugačiji redoslijed.”

Peripetije i trikovi

Jednom kada se vakcine iz teoretskog razvoja transformišu u istraživačke objekte, prepreke i ograničenja počinju da rastu kao pečurke. A finansiranje je samo jedan od problema. Prema rečima Karpove, Moskovski državni univerzitet već ima uzorak vakcine, ali dalja ispitivanja će zahtevati saradnju sa drugim organizacijama. U sljedećem koraku planiraju testirati sigurnost i imunogenost, a to se može učiniti unutar zidova univerziteta. Ali čim trebate procijeniti učinkovitost vakcine, morat ćete raditi s patogenom, a to je zabranjeno u obrazovnoj ustanovi.

Osim toga, bit će potrebne posebne životinje. Činjenica je da obični laboratorijski miševi ne obolijevaju od svih ljudskih virusa, a slika bolesti također može biti vrlo različita. Stoga se vakcine često testiraju na tvorovima. Ako je cilj rad s miševima, onda su potrebni genetski modificirani miševi, koji na svojim stanicama nose potpuno iste receptore za koje se u tijelu pacijenta "hvata" koronavirus. Ovi miševi nisu jeftini Ace2 KONSTITUTIVNI KNOCKOUT (desetine ili dvadeset hiljada dolara po liniji). Istina, ponekad možete uštedjeti novac - kupiti samo nekoliko jedinki i uzgajati ih u laboratoriji - ali to produžava fazu pretkliničkog ispitivanja.

A ako smo i dalje u mogućnosti da riješimo problem finansiranja, onda vrijeme ostaje nepremostiva poteškoća. Prema Rizvanovu, za razvoj vakcina obično su potrebni meseci i godine. „Retko manje od godinu dana, obično više“, kaže on. Šefica Federalne biomedicinske agencije (razvijaju vakcinu na bazi rekombinantnog proteina) Veronika Skvorcova nagovestila je da će FMBA Rusije dobiti prve rezultate testova prototipova vakcine protiv koronavirusa u junu 2020. godine, da bi se gotova vakcina mogla pojaviti u 11 mjeseci.

Postoji nekoliko faza u kojima se proces može ubrzati. Najočigledniji je razvoj. Američka kompanija Moderna preuzela je vodeću ulogu jer već duže vrijeme razvija mRNA vakcine. A da naprave još jedan, imali su dovoljno dekodiranog genoma novog virusa. Ruski timovi iz Moskve i Kazanja takođe već nekoliko godina rade na svojoj tehnologiji i oslanjaju se na rezultate ispitivanja svojih prethodnih vakcina protiv drugih bolesti.

Idealna bi bila platforma koja vam omogućava da brzo kreirate novu vakcinu iz šablona. Istraživači sa Moskovskog državnog univerziteta smišljaju takve planove.

“Na površinu naše čestice,” kaže Karpova, “možemo postaviti proteine nekoliko virusa i istovremeno štititi od COVID-19, SARS-a i MERS-a. Čak mislimo da možemo spriječiti ovakve pojave u budućnosti. Korona virusa je 39, od kojih su neki bliski ljudskim koronavirusima, i potpuno je jasno šta znači prevazići barijeru vrste („preskakanje“virusa sa slepih miševa na ljude. - Napomena N+1.). Ali ako postoji vakcina kao što je Lego, možemo na nju staviti protein nekog virusa koji je negde potekao. To ćemo uraditi u roku od dva mjeseca - zamijenit ćemo ili dodati ove proteine. Da je takva vakcina bila dostupna u decembru 2019. i da su ljudi vakcinisani barem u Kini, ovo se ne bi dalje širilo."

Sljedeća faza je pretklinička ispitivanja, odnosno rad sa laboratorijskim životinjama. To nije najduži proces, ali se može dobiti na njegov račun u kombinaciji s kliničkim ispitivanjima na ljudima. Moderna je uradila upravo to - kompanija se ograničila na brzu provjeru sigurnosti i prešla pravo na ljudska istraživanja. Međutim, vrijedi zapamtiti da je lijek koji pokušava jedan od najsigurnijih. Budući da Moderna ne koristi viruse ili rekombinantne proteine, vrlo su male šanse da će volonteri imati nuspojave - imuni sistem jednostavno nema na šta agresivno reagirati. Najgore što se može desiti je da vakcina bude neefikasna. Ali ovo ostaje da se provjeri.

Ali proizvodnja vakcina, očigledno, nije ograničavajuća faza. „Ovo nije ništa komplikovanije od uobičajene biotehnološke proizvodnje rekombinantnih proteina“, objašnjava Rizvanov. Prema njegovim rečima, fabrika može da proizvede milion doza takve vakcine za nekoliko meseci. Olga Karpova daje sličnu procjenu: tri mjeseca za milion doza.

Da li vam je potrebna vakcina?

Da li se isplati smanjiti klinička ispitivanja je sporno pitanje. Prvo, to je sam po sebi spor proces. U mnogim slučajevima, vakcina se mora primijeniti u nekoliko faza: ako se virus ne razmnožava sam u tijelu, tada se brzo eliminira, a njegova koncentracija je nedovoljna. odgovor. Zbog toga će čak i jednostavno ispitivanje efikasnosti trajati najmanje nekoliko mjeseci, a doktori će cijelu godinu pratiti sigurnost vakcine za zdravlje dobrovoljaca.

Drugo, COVID-19 je upravo slučaj u kojem ubrzavanje ispitivanja na ljudima mnogima izgleda nepraktično.

Smrtnost od ove bolesti danas se procjenjuje na nekoliko posto, a ova vrijednost će vjerovatno biti dodatno smanjena čim postane jasno koliko je ljudi oboljelo od bolesti asimptomatski. Ali vakcina, ako se sada izmisli, moraće da se primeni na milione ljudi, a čak i male nuspojave mogu rezultirati brojem bolesti i smrti uporedivim sa samom infekcijom. A novi korona virus je daleko od toga da je dovoljno "bijesan" da, po riječima Rizvanova, "potpuno odbaci sve sigurnosne razloge". Naučnik smatra da je u trenutnoj situaciji karantin najefikasniji.

Međutim, prema riječima Karpove, ne postoji hitna potreba za vakcinom u bliskoj budućnosti. "Nema potrebe da se vakcinišu ljudi tokom pandemije, to nije u skladu sa pravilima o epidemiji", objašnjava ona.

Galina Kozhevnikova, šefica Odsjeka za infektivne bolesti Univerziteta RUDN, slaže se s njom. “Tokom epidemije se uopšte ne preporučuje vakcinacija, čak ni rutinska, koja je uključena u raspored vakcinacije. Zato što nema garancije da osoba nije u periodu inkubacije, a ako se vakcina primeni u ovom trenutku, mogući su neželjeni događaji i smanjena efikasnost vakcinacije”, rekla je Koževnikova, odgovarajući na pitanje N+1.

Ima slučajeva, dodala je, kada je hitna vakcinacija neophodna iz zdravstvenih razloga, u situaciji kada je u pitanju život i smrt. Na primer, tokom izbijanja antraksa u Sverdlovsku 1979. godine svi su vakcinisani, hiljade ljudi je hitno vakcinisano, a 1959. godine u Moskvi tokom izbijanja malih boginja koju je doneo Kokorekin, Aleksej Aleksejevič - „Vikipedija“iz Indije umetnika Alekseja Kokorekina.

“Ali koronavirus apsolutno nije takva priča. Iz onoga što se dešava vidimo da se ova epidemija razvija po klasičnim zakonima akutne respiratorne bolesti”, kaže Koževnikova.

Stoga su proizvođači vakcina uvijek u nezgodnoj situaciji. Sve dok nema virusa, gotovo je nemoguće stvoriti vakcinu. Čim se virus pojavio, pokazalo se da je to trebalo učiniti prekjučer. A kada se povuče, proizvođači gube svoje kupce.

Međutim, vakcina se mora dati. To se nije dogodilo tokom prethodnih epidemija koronavirusnih infekcija - i MERS i SARS su prebrzo završili, a istraživanja su izgubila sredstva. Ali ako u svijetu nije bilo slučajeva SARS-a od 2004. godine, onda posljednji slučaj MERS-a datira iz 2019. godine i niko ne može garantirati da se epidemija neće ponoviti. Osim toga, vakcina protiv prethodnih infekcija mogla bi pružiti stratešku platformu za razvoj budućih vakcina.

Karpova napominje da je i nakon što ova epidemija COVID-19 izblijedi, moguća je još jedna epidemija. I u ovom slučaju država treba da ima spremnu vakcinu.„Ovo nije vrsta vakcine kojom će se svi ljudi vakcinisati kao protiv gripa“, kaže ona. "Ali u hitnoj situaciji sa novom epidemijom, država bi trebala imati takvu vakcinu, kao i sistem za testiranje."

Koronavirus. Broj zaraženih:

243 093 598

u svijetu

8 131 164

u Rusiji Pogledaj mapu