Останні новини про створення коронавірусної вакцини: який підхід спрацює

У довгостроковій перспективі вакцина COVID-19 – краща надія на повернення до нормального життя. Професор кафедри синтетичної біології з Колорадського державного університету Жан Пекуд аналізує поточну ситуацію щодо розробки вакцини.

Ніколи ще державні та приватні лабораторії по всьому світу з такою інтенсивністю не працювали над передовими стратегіями розробки вакцин. Якщо ці зусилля увінчаються успіхом, вакцина стане важливим інструментом для боротьби або запобігання майбутніх епідемій COVID, пише The Conversation.

Зазвичай на розробку вакцини потрібно кілька років, але перед обличчям коронавірусу біотехнологічні компанії і регулюючі органи роблять активні кроки, аби зробити вакцину від COVID-19 доступною якомога раніше.

Як працюють вакцини

Коли організм піддається впливу нового вірусу, потрібні тижні, щоб виробити антитіла та інші захисні механізми, які будуть з ним боротися. Це дає вірусу достатньо часу для розмноження і зараження. Однак імунна система має пам'ять. Якщо вона вже стикалася з вірусом, організм може швидко розгорнути свій захист і нейтралізувати вірус до розвитку хвороби.

У цьому полягає ідея вакцин: дати організму можливість створити захист від вірусу, з яким він може зіткнутися в майбутньому. Не всі вакцини забезпечують однаковий рівень імунологічної готовності – чим сильніша початкова імунна відповідь, тим краще вакцина.

Традиційний спосіб розробки вакцини – вирощування і введення пацієнтам інактивованих вірусів. Це не може призвести до хвороби. Після впливу «мертвих» вірусів імунна система отримує зброю для боротьби з патогеном у майбутньому.

На жаль, виростити новий вірус у промислових масштабах нелегко, а сам процес часто буває повільним, складним і потенційно ризикованим. Наприклад, вакцину проти грипу виробляють шляхом вирощування вірусу в мільйонах курячих яєць. Процес займає чотири місяці. Але коли мова йде про вірус, від якого немає ліків або вакцини, безпечніше уникати його вирощування у великих кількостях, аби виключити ризик витоку.

Тому близько 50 державних і приватних лабораторій вдалися до нових, більш безпечних і швидких методів розробки вакцини.

Білкові вакцини

Замість ін'єкції всього вірусу можна зробити людині щеплення з одним компонентом вірусу. Найбільш часто використовують з цією метою білки з поверхні вірусу. Імунна система людини легко розпізнає дані поверхневі білки. Цей підхід простіший, швидший і безпечніший. Дві компанії розробляють протеїнові вакцини на основі шипового білка SARS-CoV-2 на поверхні нового коронавірусу, який викликає COVID-19.

Вакцини на основі білка, також відомі як рекомбінантні вакцини, вже використовують для вакцинації проти таких вірусних інфекцій, як ВПЛ. Їх набагато простіше виробляти у порівнянні з традиційними цільновірусними вакцинами, але може знадобитися рік для розробки нового процесу і кілька тижнів для виробництва самої вакцини.

Генні вакцини

Теоретично, найпростіший і найшвидший спосіб зробити вакцину – це змусити власні клітини людини продукувати незначну кількість вірусного білка, яка викличе імунну відповідь. Для цього дослідники звертаються до генетики.

Перший генетичний підхід використовує ДНК. Але за допомогою цього підходу важко змусити організм людини виробляти достатню кількість білка. Часто дуже мало ДНК потрапляє в ядро ​​клітини, і вона не виробляє білок у необхідній кількості, щоб викликати досить сильну імунну відповідь. На даний момент немає ніяких ДНК-вакцин, схвалених для використання людиною, і успіх цього методу обмежений. Але є обнадійливі факти. У 2016 році кілька груп дослідників розробили вакцини-кандидати проти вірусу Зіка з використанням цієї технології, і принаймні одна компанія розробляє ДНК-вакцину-кандидата від коронавірусу.

Вузьким місцем ДНК-вакцин є передача ДНК у ядро ​​для транскрибування в РНК. Вакцини, які використовують РНК безпосередньо, можуть вирішити цю проблему. Такий підхід призводить до більш сильних імунних реакцій, ніж ДНК-вакцини. І хоча РНК руйнується швидше, ніж ДНК, це не завадило деяким компаніям спробувати даний метод.

Виробництво ДНК і РНК засновано на стандартизованих і доволі простих процесах. А тому генні вакцини можуть бути вироблені набагато швидше в порівнянні з традиційними або білковими вакцинами.

Дружні вірусні вакцини

Основна проблема з генними вакцинами полягає в доставці ДНК або РНК туди, де вони повинні працювати. Один зі способів вирішити цю проблему – використовувати нешкідливий вірус як систему доставки. Віруси добре проникають в клітини, і вірус з генами SARS-CoV-2 теоретично може викликати необхідну імунну відповідь.

Цю техніку застосовують кілька компаній по всьому світу. Наприклад, компанія, що базується в Гонконгу, використовувала цю стратегію для виробництва першої схваленої вакцини проти лихоманки Ебола, і в Китаї вже почалися клінічні випробування інженерного аденовірусу, який може захистити від коронавірусу. На жаль, виробництво вакцин, що доставляються нешкідливими вірусами, відбувається повільніше, ніж виробництво ДНК або РНК-вакцин.

Навіть недосконалі вакцини можуть стримати пандемію

Хоча темпи розробки вакцини проти COVID-19 безпрецедентні, терміни масової вакцинації залишаються невизначеними. Малоймовірно, що перші розроблені вакцини будуть на 100% ефективними і простими у масовому виробництві. І хоча спочатку ці вакцини можуть мати обмежену ефективність, різноманітність виробничих процесів дозволить компаніям швидко використовувати і поширювати їх, виграючи час і допомагаючи стримувати поточну епідемію і запобігати майбутнім спалахам.