Како се ствара вакцина против коронавируса и може ли зауставити пандемију

Десетине биотехнолошких компанија и научних института утркују се против пандемије како би створили различите опције вакцина за нови коронавирус САРС - ЦоВ - 2. Откривамо које технологије се користе за њихов развој, колико ће времена требати до тренутка када ЦОВИД-19 може бити вакцинисан и да ли будућа вакцина може престати пандемија.

Сваки пут када се човечанство суочи са новом инфекцијом, истовремено почињу три расе: за лек, тест систем и вакцину. Почела је претходна недеља у РусијиНаучни центар Роспотребнадзор започео је тестирање вакцине против новог коронавируса испитивања вакцина против коронавируса на животињама, ау Сједињеним Државама већ и на људимаПочиње клиничко испитивање НИХ испитиване вакцине за ЦОВИД-19. Значи ли ово победу над епидемија Близу?

Према СЗО, око 40 лабораторија у свету се изјаснилоНАЦРТ пејзажа ЦОВИД - 19 вакцина кандидата - 20. марта 2020 да развијају вакцине против коронавируса. И упркос чињеници да међу њима постоје јасни лидери - на пример, кинеска компанија ЦанСино Биологицс, која је добила

РЕКОМБИНАНТНА НОВА ВАКЦИНА ЦОРОНАВИРУС (ВЕКТОР АДЕНОВИРУС ТИП 5) ОДОБРЕНА ЗА КЛИНИЧКО СУЂЕЊЕ дозволу за људска испитивања, а америчка Модерна, која их је већ започела, сада је тешка предвидети која ће компанија победити у овој трци, и што је најважније, да ли ће развој вакцина претећи ширење вирус Корона. Успех у овој трци не зависи најмање од избора оружја, односно од принципа на којем је вакцина изграђена.

Мртви вирус је лош вирус

У школским уџбеницима обично пишу да се убијени или ослабљени патоген користи за вакцинацију. Али ове информације су донекле застареле. „Неактивирано („ убијено “. - отприлике Н + 1.) И ослабљени (ослабљени. - отприлике Н + 1.) Вакцине су изумљене и уведене средином прошлог века и тешко их је сматрати модерним, - објашњава у разговору са Н + 1 Олгом Карповом, шефом катедре за вирусологију Биолошког факултета Московског државног универзитета Ломоносов. - Скуп је. Тешко је транспортовати и чувати, многе вакцине стижу до места где су потребне (ако говоримо, на пример, о Африци) у држави у којој више никога не штите “.

Штавише, није сигурно. Да би добили високу дозу „убијених“ вирус, прво морате набавити велике количине живих бића, а то повећава захтеве за лабораторијском опремом. Тада га треба неутралисати - за то користе, на пример, ултраљубичасто светло или формалин.

Али где је гаранција да међу мноштвом „мртвих“ вирусних честица више неће бити оних који могу да изазову болест?

Са ослабљеним патогеном је још теже. Сада, да би ослабио, вирус је присиљен да мутира, а затим се бирају најмање агресивни сојеви. Али ово резултира вирусом са новим својствима и не могу се сви предвидети унапред. Опет, где је гаранција да, једном када се нађе у телу, вирус неће наставити да мутира и да „потомство“ неће произвести још више „зла“ од оригинала?

Стога се данас ретко користе и „убијени“ и „неубијени“ вируси. На пример, међу модерним вакцинама против грипа су „ослабљени патогени“Вакцине против грипе следеће генерације: могућности и изазови у мањини - само 2 од 18 вакцина одобрених у Европи и Сједињеним Државама до 2020. године су дизајниране на овај начин. Од више од 40 пројеката вакцина против коронавируса, само је један организован по овом принципу - на њему је ангажован Индијски институт за серум.

Поделити и вакцинисати

Много је сигурније увести имуни систем не са целим вирусом, већ са његовим засебним делом. Да бисте то урадили, потребно је да одаберете протеин помоћу којег ће „унутрашња полиција“ особе моћи тачно да препозна вирус. По правилу, ово је површински протеин, уз помоћ којег патоген продире у ћелије. Затим морате набавити културу ћелија да бисте произвели овај протеин у индустријским размерама. То се ради уз помоћ генетског инжењеринга, због чега се такви протеини називају генетски инжењерством или рекомбинантним.

„Верујем да вакцине морају бити рекомбинантне, и ништа друго“, каже Карпова. - Штавише, то морају бити вакцине на носачима, односно протеини вируса морају бити на некој врсти носача. Чињеница је да сами по себи (протеини) нису имуногени. Ако се протеини са ниском молекуларном тежином користе као вакцина, они неће развити имунитет, тело неће реаговати на њих, па су честице носача апсолутно неопходне.

Истраживачи са Московског државног универзитета предлажу употребу вируса мозаика дувана као таквог носача.Вирус дуванског мозаика - "Википедиа" (иначе, ово је први вирус који су људи открили). Обично изгледа попут танког штапића, али када се загреје поприма облик лопте. „Стабилан је, има јединствена адсорпциона својства, привлачи протеине за себе“, каже Карпова. „На његову површину можете да ставите мале протеине, саме антигене.“ Ако вирус дуванског мозаика покријете протеинима коронавируса, онда се за тело претвара у имитацију вирусне честице САРС-ЦоВ-2. „Вирус дуванског мозаика“, примећује Карпова, „ефикасан је имуностимуланс за тело. У исто време, с обзиром да биљни вируси не могу да заразе животиње, укључујући људе, ми производимо апсолутно сигуран производ “.

Безбедност различитих метода повезаних са рекомбинантним протеинима учинила их је најпопуларнијим - најмање десетак компанија сада покушава да добије такав протеин за коронавирус. Поред тога, многи користе друге вирусе носаче - на пример, аденовирусне векторе или чак модификовани „живи“ вируси морбила и малих богиња, који заразе људске ћелије и тамо се размножавају протеини коронавируса. Међутим, ове методе нису најбрже, јер је неопходно успоставити континуирану производњу протеина и вируса у ћелијским културама.

Голи гени

Корак производње протеина у ћелијској култури може се скратити и убрзати чинећи да телесне ћелије саме производе вирусне протеине. Вакцине за генску терапију раде према овом принципу - „голи“ генетски материјал - вирусна ДНК или РНК - може се уметнути у ћелије човека. ДНК се обично убризгава у ћелије помоћу електропорације, то јест, заједно са ињекцијом, особа добија лагано пражњење, као резултат, повећава се пропусност ћелијских мембрана, а ланци ДНК улазе унутра. РНК се испоручује помоћу липидних везикула. На овај или онај начин, ћелије почињу да производе вирусни протеин и демонстрирају га имунолошком систему, а он развија имуни одговор чак и у одсуству вируса.

Ова метода је сасвим нова, на свету не постоје вакцине које би радиле по овом принципу.

Ипак, према СЗО, седам компанија одједном покушава да направи вакцину против вирус Корона на основу тога. То је пут којим је кренула Модерна Тхерапеутицс, амерички лидер у трци вакцина. За себе су га такође изабрала још три учесника трке из Русије: научни центар „Вектор“ у Новосибирску (према Роспотребнадзору проверава колико истовремено дизајнира вакцину, а један од њих заснован је на РНК), Биоцад и Научно-клинички центар за прецизну и регенеративну медицину у Казан.

„У принципу није тако тешко створити вакцину“, каже Алберт Ризванов, директор Центра, професор Одељења за генетику на Институту за фундаменталну медицину и биологију Казанског савезног универзитета. „Вакцине за генску терапију су најбрже у погледу развоја, јер је довољно за стварање генетског конструкта. Вакцина, на којој се ради у Центру, требало би да пуца на неколико мета одједном: у ћелије се истовремено убризгава ДНК ланац са неколико вирусних гена. Као резултат, ћелије неће производити један вирусни протеин, већ неколико одједном.

Поред тога, према Ризвановом, ДНК вакцине могу бити јефтиније од других у производњи. „Ми смо у основи попут Свемира Кс“, шали се научник. - Развој нашег прототипа кошта само неколико милиона рубаља. Међутим, прототипирање је само врх леденог брега, а тестирање са живим вирусом је потпуно другачији редослед. “

Места и трикови

Једном када се вакцине трансформишу из теоријског развоја у истраживачке објекте, препреке и ограничења почињу да расту попут гљива. А финансирање је само један од проблема. Према Карповој, Московски државни универзитет већ има узорак вакцине, али даља испитивања захтеваће сарадњу са другим организацијама. У следећем кораку планирају да тестирају сигурност и имуногеност, а то се може урадити у зидовима универзитета. Али чим треба да процените ефикасност вакцине, мораћете да радите са патогеном, а ово је забрањено у образовној установи.

Поред тога, биће потребне посебне животиње. Чињеница је да се обични лабораторијски мишеви не разболе од свих људских вируса, а слика болести такође може бити веома различита. Стога се вакцине често испитују у феретима. Ако је циљ рад ​​са мишевима, тада су потребни генетски модификовани мишеви, који носе на својим ћелијама потпуно исте рецепторе за које се коронавирус "држи" у телу стрпљив. Ови мишеви нису јефтиниАце2 УСТАВНИ РАСПОН (десет или две десетине хиљада долара по линији). Истина, понекад можете уштедети новац - купити само неколико јединки и узгајати их у лабораторији - али то продужава фазу предклиничког испитивања.

А ако смо још увек у стању да решимо проблем финансирања, време остаје непремостива потешкоћа. Ризванов је рекао да вакцинама обично требају месеци и године да би се развили. „Ретко мање од годину дана, обично више“, каже он. Шефица Савезне биомедицинске агенције (развијају вакцину на бази рекомбинантног протеина) Вероника Сквортсова предложила јеФМБА Русије добиће прве резултате испитивања прототипа вакцина против коронавируса у јуну 2020да се готова вакцина може појавити за 11 месеци.

Постоји неколико фаза у којима се процес може убрзати. Најочигледнији је развој. Америчка компанија Модерна преузела је вођство јер се већ дуго бави стварањем мРНК вакцина. А да би направили још један, било им је довољно декодираног генома новог вируса. Руски тимови из Москве и Казана такође раде на својој технологији већ неколико година и ослањају се на резултате тестова својих претходних вакцина против других болести.

Идеално би била платформа која вам омогућава да брзо направите нову вакцину из шаблона. Истраживачи са Московског државног универзитета ковају такве планове.

„На површину наше честице“, каже Карпова, „можемо да поставимо протеине неколико вируса и истовремено заштитимо од ЦОВИД-19, САРС и МЕРС. Чак мислимо да такве епидемије можемо спречити у будућности. Постоји 39 коронавируса, неки од њих су блиски људским коронавирусима и потпуно је јасно шта је превазилажење баријере врсте (прескакање вируса са слепих мишева на људе. - отприлике Н + 1.). Али ако постоји вакцина попут Лего, можемо на њу ставити протеин неког вируса који је негде потекао. То ћемо учинити у року од два месеца - заменићемо или додамо ове протеине. Да је таква вакцина била доступна у децембру 2019. године, а људи су вакцинисани барем у Кини, ово се не би даље ширило “.

Следећа фаза је претклиничко испитивање, односно рад са лабораторијским животињама. То није најдужи процес, али се на његов рачун може победити у комбинацији са клиничким испитивањима на људима. Модерна је управо то и учинила - компанија се ограничила на брзу проверу безбедности и прешла је директно на људска истраживања. Међутим, вреди се сетити да је лек који она покушава један од најсигурнијих. Будући да Модерна не користи вирусе или рекомбинантне протеине, врло је мала шанса да ће добровољци имати нежељене ефекте - имуни систем једноставно нема на шта агресивно да реагује. Најгоре што се може догодити је да је вакцина неефикасна. Али ово остаје да се провери.

Али производња вакцина, очигледно, није ограничавајућа фаза. „Ово није ништа компликованије од уобичајене биотехнолошке производње рекомбинантних протеина“, објашњава Ризванов. Према његовим речима, биљка може да произведе милион доза такве вакцине за неколико месеци. Олга Карпова даје сличну процену: три месеца за милион доза.

Да ли вам је потребна вакцина?

Да ли би клиничка испитивања требало смањити, прво је питање. Прво, то је спор процес сам по себи. У многим случајевима, вакцина се мора применити у неколико фаза: ако се вирус сам не размножи у телу, тада се брзо излучује и његова концентрација је недовољнаПтичја грипа Припремљеност за пандемију вируса и развој вакцинада изазове озбиљан имунолошки одговор. Стога ће чак и једноставно испитивање ефикасности трајати најмање неколико месеци, а лекари ће надгледати безбедност вакцине за здравље добровољаца током целе године.

Друго, ЦОВИД-19 је онај случај када се многима чини непрактичним убрзати људска суђења.

Морталитет од болести данас процењује се на неколико процената и вероватно ће се ова вредност додатно смањити чим постане јасно колико је људи асимптоматски оболело од те болести. Али, ако је изумљена сада, вакцина ће се морати давати милионима људи, а чак и мали нежељени ефекти могу резултирати бројем болести и смртних случајева упоредивим са самом инфекцијом. А нови коронавирус је далеко од тога да је довољно „бесан“ да би, према речима Ризванова, „у потпуности одбацио у страну сва безбедносна питања“. Научник верује да је у тренутној ситуацији најефикаснији карантин.

Међутим, према Карповој, у блиској будућности нема хитне потребе за вакцином. „Нема потребе да се вакцинишу људи током пандемије, ово није у складу са епидемијским правилима“, објашњава она.

Галина Козхевникова, шеф Катедре за инфективне болести Универзитета РУДН, слаже се са њом. „Током епидемије уопште се не препоручује вакцинација, чак ни рутинска, која је укључена у распоред вакцинације. Јер не постоји гаранција да особа није у периоду инкубације и ако се у овом тренутку пријави вакцине, могући су нежељени догађаји и смањена ефикасност вакцине “, рекла је Козхевникова одговарајући на питање Н + 1.

Постоје случајеви, додала је она, када је хитна вакцинација неопходна из здравствених разлога, у ситуацији када је реч о животу и смрти. На пример, током избијања антракса у Свердловску 1979. године сви су били вакцинисани, хиљаде људи су хитно вакцинисане, а 1959. године у Москви током избијања малих богињаКокорекин, Алексеј Алексејевич - „Википедија“ из Индије уметник Алексеј Кокорекин.

„Али са коронавирусом је потпуно друга прича. Из онога што се дешава видимо да се ова епидемија развија према класичним законима акутне респираторне болести “, каже Козхевникова.

Стога су програмери вакцина увек у незгодној ситуацији. Иако вируса нема, готово је немогуће створити вакцину. Чим се вирус појавио, испоставило се да је то требало учинити прекјуче. А када се повуче, произвођачи губе купце.

Међутим, мора се дати вакцина. То се није догодило током претходних избијања коронавирусних инфекција - и МЕРС и САРС су се пребрзо завршили, а истраживања су изгубила финансирање. Али ако случајеви САРС-а нису забележени у свету од 2004. године, онда је последњи случај МЕРС-а датиран 2019. године и нико не може да гарантује да се епидемија неће поновити. Поред тога, вакцина против претходних инфекција могла би пружити стратешку платформу за будући развој вакцине.

Карпова примећује да и након пропадања ове бакље ЦОВИД-19 могућа је још једна. А у овом случају држава треба да има спремну вакцину. „Ово није врста вакцине којом ће се сви људи вакцинисати попут грипа“, каже она. „Али у ванредним ситуацијама са новим избијањем, држава би требало да има такву вакцину, као и систем за тестирање.