Как работают самые перспективные образцы вакцины против коронавируса

Сегодня множество различных лабораторий по всему миру в турборежиме занимаются разработкой вакцин против COVID-19. И только два препарата кажутся ученым наиболее перспективными. Первый разработан американской биотехнологической компанией «Модерна», а второй – английским Оксфордским университетом в сотрудничестве с AstraZeneca.

В обоих случаях исследовательские группы опирались на свой предыдущий опыт работы с вакцинами, адаптируя собственные, уже наработанные ранее модели к конкретным требованиям создания вакцины от COVID-19. Это привело к тому, что две вакцины были изготовлены с использованием разных подходов. Способствует ли такой подход созданию безопасной и эффективной вакцины?

«Как организм взаимодействует с SARS-CoV-2, до конца не изучено. Есть одна конкретная часть вируса, которая, как мы думаем, запускает защитный иммунный ответ – белок-шип, застревающий на поверхности вируса. Поэтому цель вакцин – найти способ безопасно ввести этот белок в организм в форме, которая стимулирует иммунный ответ. Обе команды – Оксфорд и Moderna – решили сделать это, используя часть генетического материала вируса», – отмечает автор исследования Сара Питт, старший преподаватель микробиологии и биомедицины, научный сотрудник Института биомедицинских наук Брайтонского университета (Великобритания).

Два вида специальной доставки

Вирусы размножаются, заражая клетки. Попав внутрь клетки, вирус раскрывает свой генетический материал, который похож на набор инструкций по созданию копий вируса, что клетка затем и делает.

Для этих вакцин исследователи выбрали лишь часть генетического материала, который сигнализирует о том, как образовать спайковый белок. Остальной код вируса не включен, что должно сделать вакцину более безопасной – это не может привести к тому, что клетка воспроизведет весь вирус.

Вакцина компании Moderna помещает код для белка шипа в матричной РНК (мРНК). Это молекула, которую клетка использует для передачи инструкций при построении белков. Идея состоит в том, чтобы обманом заставить человеческие клетки использовать эту модифицированную мРНК, чтобы затем они производили спайковые белки так же, как вещества для собственных целей.

Вакцина из Оксфорда вместо кода белка шипа в генетическую информацию помещает совершенно другой вирус, который безвреден для человека. Когда этот измененный (рекомбинантный) вирус (называемый ChAdOx1) заражает человеческие клетки, клетка считывает свой генетический материал и в конечном итоге производит спайковый белок SARS-CoV-2.

В обоих случаях предварительные исследования показывают, что продуцируются спайковые белки, а также что это стимулирует устойчивый иммунный ответ, включая как антитела, так и иммунные клетки, называемые Т-клетками. Есть надежда, что эта комбинация помешает настоящему коронавирусу использовать свои шипованные белки для захвата клеток и проникновения в них. Обе вакцины проходят испытания, чтобы подтвердить этот механизм действия.

Есть ли способ лучше?

В теории это звучит хорошо, но на практике использование вирусного генетического кода – это совершенно новый способ создания вакцин. Первоначальная форма вакцины против гриппа, разработанная в 1960-х годах и до сих пор широко используемая, вместо этого доставляет весь вирус (который был убит). Он не растет внутри клеток человека, но организм может его распознать и отреагировать на него.

Известно, что это работает. Но поскольку исследователи не знают наверняка, на какой части SARS-CoV-2 следует сосредоточиться – возможно, лучше использовать весь мертвый вирус и позволить организму реагировать так, как он считает нужным?

Основная проблема такого подхода – время. На подготовку партии вакцины от гриппа уходит шесть месяцев, поскольку вирус нужно выращивать в лаборатории, а затем тщательно исследовать, чтобы убедиться, что он полностью мертв и безопасен для инъекции. В нынешних условиях нет возможности так долго ждать, чтобы сделать вакцину от COVID-19, особенно если она не работает. Однако европейская компания Valneva использует этот подход. Вакцина их производства в конце концов может оказаться лучшей, но она будет готова не раньше середины 2021 года.

Другой план – создать и доставить препарат, содержащий просто весь спайковый белок, вместо того, чтобы просить организм создать его. Это было бы похоже на вакцины против гепатита В и опоясывающего лишая, которые известны как субъединичные вакцины. Это также должно быть безопасным, и если окажется, что белок не является правильной целью, его должно быть относительно легко изменить.

Недостатком вакцины этого типа является необходимость введения нескольких доз в течение нескольких месяцев, чтобы приучить организм действительно на нее реагировать, поскольку белок не сохраняется в организме. Например, вакцина против гепатита В, требует трехкратного введения в течение шести месяцев. В дальнейшем многим людям потребуется ревакцинация в течение пяти лет. Если бы первоначальный курс субъединичной вакцины COVID-19 состоял из двух доз с разницей в шесть месяцев, этого было бы довольно сложно добиться для всех в мире.

Рекомбинантная или мРНК –​ что лучше?

Несмотря на то, что некоторые вакцины с мРНК разрабатывались и производились в качестве средств борьбы против рака и инфекционных агентов, до сих пор ни одна из них не используется в повседневной практике. На рынке уже есть некоторые рекомбинантные вакцины, например, вакцины против вируса папилломы человека (ВПЧ), так что эта технология продвинулась немного дальше. Однако пока нет реальных указаний на то, что один подход будет лучше других.

В любом случае, вакцины с разным механизмом действия дают больше возможностей для борьбы с опасным вирусом. Возможно, какая-то из них будет лучше работать в определенной группе, например, у пожилых людей или детей, поскольку иммунные системы у них немного другие. Кроме того, вакцинацией нужно будет охватить огромное количество людей во всем мире, поэтому врачам понадобиться много вакцины. Наличие нескольких вариантов может помочь как можно скорее обеспечить определенный уровень защиты для всех людей в каждой стране.