Последние новости о создании коронавирусной вакцины: какой подход сработает

В долгосрочной перспективе вакцина от COVID-19 – лучшая надежда на возвращение к нормальной жизни. Профессор кафедры синтетической биологии из Колорадского государственного университета Жан Пекуд анализирует текущую ситуацию по разработке вакцины.

Никогда еще государственные и частные лаборатории по всему миру с такой интенсивностью не работали над передовыми стратегиями разработки вакцин. Если эти усилия увенчаются успехом, вакцина станет важным инструментом для борьбы или предотвращения будущих эпидемий COVID, пишет The Conversation.

Обычно на разработку вакцины уходит несколько лет, но перед лицом коронавируса биотехнологические компании и регулирующие органы предпринимают активные шаги, чтобы сделать вакцину от COVID-19 доступной как можно раньше.

Как работают вакцины

Когда организм подвергается воздействию нового вируса, требуются недели, чтобы выработать антитела и другие защитные механизмы, которые будут с ним бороться. Это дает вирусу достаточно времени для размножения и заражения. Однако иммунная система имеет память. Если она уже сталкивалась с вирусом, организм может быстро развернуть свою защиту и нейтрализовать вирус до развития болезни.

В этом заключается идея вакцин: дать организму возможность создать защиту от вируса, с которым он может столкнуться в будущем. Не все вакцины обеспечивают одинаковый уровень иммунологической готовности – чем сильнее первоначальный иммунный ответ, тем лучше вакцина.

Традиционный способ разработки вакцины – выращивание и введение пациентам инактивированных вирусов. Это не может привести к болезни. После воздействия «мертвых» вирусов иммунная система получает оружие для борьбы с патогеном в будущем.

К сожалению, вырастить новый вирус в промышленных масштабах нелегко, а сам процесс часто бывает медленным, сложным и потенциально рискованным. Например, вакцину против гриппа производят путем выращивания вируса в миллионах куриных яиц. Процесс занимает четыре месяца. Но когда речь идет о вирусе, от которого нет лекарства или вакцины, безопаснее избегать его выращивания в больших количествах, чтобы исключить риск утечки.

Поэтому около 50 государственных и частных лабораторий прибегли к новым, более безопасным и быстрым методам разработки вакцины.

Белковые вакцины

Вместо инъекции всего вируса можно сделать человеку прививку с одним компонентом вируса. Наиболее часто используют для этих целей белки с поверхности вируса. Иммунная система человека легко распознает данные поверхностные белки. Этот подход проще, быстрее и безопаснее. Две компании разрабатывают протеиновые вакцины на основе шипового белка SARS-CoV-2 на поверхности нового коронавируса, который вызывает COVID-19.

Вакцины на основе белка, также известные как рекомбинантные вакцины, уже используют для вакцинации против таких вирусных инфекций, как ВПЧ. Их гораздо проще производить по сравнению с традиционными цельновирусными вакцинами, но может потребоваться год для разработки нового процесса и несколько недель для производства самой вакцины.

Генные вакцины

Теоретически, самый простой и быстрый способ сделать вакцину – это заставить собственные клетки человека продуцировать незначительное количество вирусного белка, которое вызовет иммунный ответ. Для этого исследователи обращаются к генетике.

Первый генетический подход использует ДНК. Но с помощью этого подхода трудно заставить организм человека вырабатывать достаточное количество белка. Часто очень мало ДНК попадает в ядро ​​клетки, и она не вырабатывает белок в необходимом количестве, чтобы вызвать достаточно сильный иммунный ответ. На данный момент нет никаких ДНК-вакцин, одобренных для использования человеком, и успех этого метода ограничен. Но есть обнадеживающие факты. В 2016 году несколько групп исследователей разработали вакцины-кандидаты против вируса Зика с использованием этой технологии, и по крайней мере одна компания разрабатывает ДНК-вакцину-кандидата от коронавируса.

Узким местом ДНК-вакцин является передача ДНК в ядро ​​для транскрибирования в РНК. Вакцины, которые используют РНК напрямую, могут решить эту проблему. Такой подход приводит к более сильным иммунным реакциям, чем ДНК-вакцины. И хотя РНК разрушается быстрее, чем ДНК, это не помешало ряду компаний попробовать данный метод.   

Производство ДНК и РНК основано на стандартизированных и довольно простых процессах. А потому генные вакцины могут быть произведены намного быстрее по сравнению с традиционными или белковыми вакцинами.

Дружественные вирусные вакцины

Основная проблема с генными вакцинами заключается в доставке ДНК или РНК туда, где они должны работать. Один из способов решить эту проблему – использовать безвредный вирус в качестве системы доставки. Вирусы хорошо проникают в клетки, и вирус с генами SARS-CoV-2 теоретически может вызвать необходимый иммунный ответ.

Эту технику применяют несколько компаний по всему миру. Например, базирующаяся в Гонконге компания использовала эту стратегию для производства первой одобренной вакцины против лихорадки Эбола, и в Китае уже начались клинические испытания инженерного аденовируса, который может защитить от коронавируса. К сожалению, производство вакцин, доставляемых безвредными вирусами, происходит медленнее, чем производство ДНК-  или РНК-вакцин.

Даже несовершенные вакцины могут сдержать пандемию

Хотя темпы разработки вакцины против COVID-19 беспрецедентны, сроки массовой вакцинации остаются неопределенными.   Маловероятно, что первые разработанные вакцины будут на 100% эффективными и простыми в массовом производстве. И хотя вначале эти вакцины могут иметь ограниченную эффективность, разнообразие производственных процессов позволит компаниям быстро производить и распространять их, выигрывая время и помогая сдерживать текущую эпидемию и предотвращать будущие вспышки.