Miten koronavirusrokote luodaan ja voiko se pysäyttää pandemian

2024 Kirjoittaja: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 03:55

Rokotteen käsittelyä ei yllättäen tarvitse nopeuttaa.

Kymmenet bioteknologiayritykset ja tieteelliset laitokset kilpailevat pandemiaa vastaan luodakseen erilaisia rokotevaihtoehtoja uudelle SARS-CoV-2-koronavirukselle. Selvitämme, mitä teknologioita käytetään niiden kehittämiseen, kuinka kauan kestää, ennen kuin COVID-19-rokote voidaan rokottaa, ja pystyykö tuleva rokote pysäyttämään pandemian.

Joka kerta kun ihmiskunta kohtaa uuden tartunnan, kolme kilpailua alkaa samanaikaisesti: lääkkeestä, testijärjestelmästä ja rokotteesta. Viime viikolla Rospotrebnadzorin tieteellinen keskus aloitti rokotteen testauksen uutta koronavirusta vastaan, koronavirusrokotteen testaamisen eläimillä, ja Yhdysvalloissa alkaa NIH:n kliininen tutkimus COVID-19-rokotteesta. Tarkoittaako tämä, että voitto epidemiasta on lähellä?

WHO:n mukaan noin 40 laboratoriota ympäri maailmaa on ilmoittanut COVID-19-ehdokasrokotteiden DRAFT-maiseman - 20.3.2020, että ne kehittävät rokotteita koronavirusta vastaan. Ja huolimatta siitä, että heidän joukossaan on selkeitä johtajia - esimerkiksi kiinalainen yritys CanSino Biologics, joka sai RECOMBINANT NOVEL CORONAVIRUS ROKOTTEEN (ADENOVIRUS TYYPPI 5 VECTOR) HYVÄKSYTTY KLIINISET KOKEET ihmiskokeisiin, ja amerikkalainen Moderna, joka on jo saanut aloittivat ne, - Nyt on vaikea ennustaa, kumpi yrityksistä voittaa tämän kilpailun, ja mikä tärkeintä, ohittaako rokotteiden kehitys koronaviruksen leviämisen. Menestys tässä kilpailussa ei riipu vähiten aseen valinnasta, eli periaatteesta, jolle rokote on rakennettu.

Kuollut virus on huono virus

Koulukirjoissa yleensä kirjoitetaan, että rokotuksiin käytetään tapettua tai heikentynyttä taudinaiheuttajaa. Mutta tämä tieto on jokseenkin vanhentunutta. "Inaktivoitu (" tapettu ". - Noin N + 1.) Ja heikennetty (heikennetty - noin N + 1.) Rokotteet keksittiin ja otettiin käyttöön viime vuosisadan puolivälissä, ja niitä on vaikea pitää nykyaikaisina, - selittää keskustelussa N +1 Olga Karpovan kanssa, Virologian osaston johtaja, Biologian tiedekunta, Lomonosov Moskovan valtionyliopisto. - Se on kallis. On vaikea kuljettaa ja varastoida, monet rokotteet saapuvat paikkoihin, joissa niitä tarvitaan (jos puhumme esimerkiksi Afrikasta) sellaisessa tilassa, kun ne eivät enää suojaa ketään."

Lisäksi se ei ole turvallinen. Saadaksesi suuren annoksen "tapettua" virusta, sinun on ensin hankittava suuria määriä eläviä, mikä lisää laboratoriolaitteiden vaatimuksia. Sitten se on neutraloitava - tätä varten he käyttävät esimerkiksi ultraviolettia tai formaliinia.

Mutta missä on takuu, että "kuolleiden" viruspartikkelien joukossa ei ole enää yhtään tautia aiheuttavaa?

Heikentyneen taudinaiheuttajan kanssa se on vielä vaikeampaa. Nyt heikentääkseen virus pakotetaan mutatoitumaan, ja sitten valitaan vähiten aggressiiviset kannat. Mutta tämä tuottaa viruksen, jolla on uusia ominaisuuksia, eikä kaikkia niistä voida ennustaa etukäteen. Jälleen, missä on tae siitä, että kun virus on sisällä kehon, se ei jatka muuntumista ja tuota "jälkeläisiä" vieläkin "pahampia" kuin alkuperäinen?

Siksi sekä "tapettu" että "ei tapettu" viruksia käytetään nykyään harvoin. Esimerkiksi nykyaikaisten influenssarokotteiden joukossa "heikennetyt patogeenit" ovat vähemmistössä - Uuden sukupolven influenssarokotteet: mahdollisuudet ja haasteet ovat vähemmistössä - Euroopassa ja Yhdysvalloissa vuoteen 2020 mennessä hyväksytystä 18 rokotteesta vain 2 on järjestetty. Yli 40 koronaviruksen vastaisesta rokoteprojektista vain yksi on järjestetty tämän periaatteen mukaisesti - Indian Institute of Serum on mukana.

Jaa ja rokota

On paljon turvallisempaa esitellä immuunijärjestelmää ei koko virukselle, vaan sen erilliselle osalle. Tätä varten sinun on valittava proteiini, jonka avulla henkilön "sisäinen poliisi" pystyy tunnistamaan viruksen tarkasti. Yleensä tämä on pintaproteiini, jonka avulla patogeeni tunkeutuu soluihin. Sitten sinun on hankittava jonkin verran soluviljelmää tuottaaksesi tätä proteiinia teollisessa mittakaavassa. Tämä tehdään geenitekniikan avulla, minkä vuoksi tällaisia proteiineja kutsutaan geneettisesti muokatuiksi tai rekombinanteiksi.

"Uskon, että rokotteiden tulee olla rekombinantteja, ei mitään muuta", Karpova sanoo. - Lisäksi näiden on oltava rokotteita kantajilla, eli viruksen proteiinien on oltava jollain kantajalla. Tosiasia on, että ne (proteiinit) eivät itsessään ole immunogeenisiä. Jos rokotteena käytetään pienimolekyylipainoisia proteiineja, niille ei muodostu immuniteettia, elimistö ei reagoi niihin, joten kantajahiukkaset ovat ehdottoman välttämättömiä.

Moskovan valtionyliopiston tutkijat ehdottavat tällaisena kantajana käytettäväksi tupakan mosaiikkivirusta Tupakka-mosaiikkivirus - "Wikipedia" (tämä on muuten ensimmäinen virus, jonka ihmiset ovat löytäneet). Se näyttää yleensä ohuelta kepiltä, mutta kuumennettaessa se ottaa pallon muodon. "Se on vakaa, sillä on ainutlaatuiset adsorptioominaisuudet, se houkuttelee proteiineja itseensä", Karpova sanoo. "Sen pinnalle voit sijoittaa pieniä proteiineja, juuri antigeenejä." Jos peität tupakan mosaiikkiviruksen koronavirusproteiineilla, se muuttuu keholle SARS-CoV-2-viruspartikkelin jäljitelmäksi. "Tupakan mosaiikkivirus", toteaa Karpova, "on tehokas immunostimulantti keholle. Samalla, koska kasvivirukset eivät voi tartuttaa eläimiä, myös ihmisiä, teemme täysin turvallisen tuotteen."

Rekombinanttiproteiineihin liittyvien erilaisten menetelmien turvallisuus on tehnyt niistä suosituimpia – ainakin kymmenkunta yritystä yrittää nyt hankkia tällaista proteiinia koronavirukseen. Lisäksi monet käyttävät muita kantajaviruksia - esimerkiksi adenovirusvektoreita tai jopa modifioituja eläviä tuhkarokko- ja isorokkoviruksia, jotka infektoivat ihmissoluja ja lisääntyvät siellä koronavirusproteiinien mukana. Nämä menetelmät eivät kuitenkaan ole nopeimpia, koska on tarpeen saada aikaan proteiinien ja virusten tuotanto soluviljelmissä.

Paljaat geenit

Proteiinituotantovaihetta soluviljelmässä voidaan lyhentää ja nopeuttaa panemalla elimistön solut tuottamaan virusproteiineja itsestään. Geeniterapiarokotteet toimivat tämän periaatteen mukaan –”alastonta” geneettistä materiaalia – virus-DNA:ta tai RNA:ta – voidaan liittää ihmissoluihin. DNA injektoidaan soluihin yleensä elektroporaatiolla, eli injektion yhteydessä henkilö saa valopurkauksen, jonka seurauksena solukalvojen läpäisevyys kasvaa ja DNA-säikeet pääsevät sisään. RNA toimitetaan lipidivesikkeleillä. Tavalla tai toisella solut alkavat tuottaa virusproteiinia ja osoittaa sen immuunijärjestelmälle, ja se muodostaa immuunivasteen myös viruksen puuttuessa.

Tämä menetelmä on melko uusi, maailmassa ei ole rokotteita, jotka toimisivat tällä periaatteella.

Siitä huolimatta WHO:n mukaan seitsemän yritystä yrittää kerralla tehdä rokotteen koronavirusta vastaan sen pohjalta. Tämän polun kulkee Moderna Therapeutics, amerikkalainen rokotekilpailun johtaja. Hänet valitsivat itselleen myös kolme muuta osallistujaa kilpailuun Venäjältä: Vector Scientific Center Novosibirskissa (Rospotrebnadzorin mukaan hän testaa jopa kuutta rokotemallia samanaikaisesti, ja yksi niistä perustuu RNA:han), Biocad ja Tarkkuus- ja regeneratiivisen lääketieteen tieteellinen ja kliininen keskus hinta Kazan.

"Periaatteessa rokotteen luominen ei ole niin vaikeaa", sanoo Albert Rizvanov, keskuksen johtaja, Kazanin liittovaltion yliopiston peruslääketieteen ja biologian instituutin genetiikan osaston professori. "Geeniterapiarokotteet ovat kehityksen kannalta nopeimpia, koska se riittää luomaan geenirakenne." Keskuksessa työstettävän rokotteen tulisi ampua useampaan kohteeseen kerralla: DNA-juoste, jossa on useita virusgeenejä, ruiskutetaan soluihin samanaikaisesti. Tämän seurauksena solut eivät tuota yhtä virusproteiinia, vaan useita kerralla.

Lisäksi Rizvanovin mukaan DNA-rokotteet voivat olla halvempia kuin muut tuotannossa olevat. "Olemme pohjimmiltaan kuin avaruus X", tutkija vitsailee. - Prototyyppikehitys maksaa vain muutaman miljoonan ruplan. Prototyyppien tekeminen on kuitenkin vain jäävuoren huippu, ja testaus elävällä viruksella on aivan eri järjestys.”

Vaiheita ja temppuja

Kun rokotteet muunnetaan teoreettisesta kehityksestä tutkimuskohteiksi, esteet ja rajoitukset alkavat kasvaa kuin sieniä. Ja rahoitus on vain yksi ongelmista. Karpovan mukaan Moskovan valtionyliopistolla on jo näyte rokotteesta, mutta jatkotestaukset edellyttävät yhteistyötä muiden organisaatioiden kanssa. Seuraavassa vaiheessa he suunnittelevat turvallisuuden ja immunogeenisuuden testaamista, ja tämä voidaan tehdä yliopiston seinien sisällä. Mutta heti kun sinun on arvioitava rokotteen tehokkuus, sinun on työskenneltävä patogeenin kanssa, ja tämä on kielletty oppilaitoksessa.

Lisäksi tarvitaan erityisiä eläimiä. Tosiasia on, että tavalliset laboratoriohiiret eivät sairastu kaikkiin ihmisen viruksiin, ja tautikuva voi myös olla hyvin erilainen. Siksi rokotteita testataan usein freteillä. Jos tavoitteena on työskennellä hiirten kanssa, tarvitaan geneettisesti muunneltuja hiiriä, jotka kantavat soluissaan täsmälleen samoja reseptoreita, joihin koronavirus "tarttuu" potilaan kehossa. Nämä hiiret eivät ole halpoja Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT (kymmeniä tai kaksikymmentä tuhatta dollaria riviltä). Totta, joskus voit säästää rahaa - ostaa vain muutaman yksilön ja kasvattaa ne laboratoriossa - mutta tämä pidentää prekliinisen testauksen vaihetta.

Ja jos vielä pystymme ratkaisemaan rahoitusongelman, aika on edelleen ylitsepääsemätön vaikeus. Rizvanovin mukaan rokotteiden kehittyminen kestää yleensä kuukausia ja vuosia. "Harvoin alle vuosi, yleensä enemmän", hän sanoo. Liittovaltion biolääketieteellisen viraston (he kehittävät yhdistelmäproteiiniin perustuvaa rokotetta) johtaja Veronika Skvortsova ehdotti, että Venäjän FMBA saa ensimmäiset testitulokset koronavirusrokotteen prototyypeistä kesäkuussa 2020, että valmis rokote saattaa ilmestyä 11 kuukautta.

On olemassa useita vaiheita, joissa prosessia voidaan nopeuttaa. Ilmeisin niistä on kehitys. Amerikkalainen Moderna on ottanut johtoaseman, koska se on kehittänyt mRNA-rokotteita pitkään. Ja tehdäkseen toisen, he saivat tarpeeksi uuden viruksen dekoodatusta genomista. Myös Moskovan ja Kazanin venäläiset tiimit ovat työstäneet teknologiaansa useiden vuosien ajan ja luottavat aikaisempien muiden tautien vastaisten rokotteiden testituloksiin.

Ihanteellinen olisi alusta, jonka avulla voit luoda nopeasti uuden rokotteen mallista. Moskovan valtionyliopiston tutkijat suunnittelevat tällaisia suunnitelmia.

"Partikkelimme pinnalle", Karpova sanoo, "voimme sijoittaa useiden virusten proteiineja ja samanaikaisesti suojata COVID-19:ltä, SARSilta ja MERS:ltä. Uskomme jopa, että voimme estää tällaiset taudinpurkaukset tulevaisuudessa. Koronaviruksia on 39, joista osa on lähellä ihmisen koronaviruksia, ja on täysin selvää, mitä on lajiesteen ylittäminen (viruksen "hyppy" lepakoista ihmisiin. - Huomautus N + 1.). Mutta jos on olemassa rokote, kuten Lego, voimme laittaa siihen jonkin viruksen proteiinia, joka on peräisin jostain. Teemme tämän kahden kuukauden kuluessa - korvaamme tai lisäämme nämä proteiinit. Jos tällainen rokote olisi ollut saatavilla joulukuussa 2019 ja ihmiset olisi rokotettu ainakin Kiinassa, tämä ei olisi levinnyt eteenpäin."

Seuraava vaihe on prekliininen testaus eli työ laboratorio-eläinten kanssa. Se ei ole pisin prosessi, mutta se voidaan voittaa sen kustannuksella, kun se yhdistetään kliinisiin ihmisillä suoritettaviin kokeisiin. Moderna teki juuri niin – yritys rajoittui nopeaan turvallisuustarkastukseen ja siirtyi suoraan ihmistutkimukseen. On kuitenkin syytä muistaa, että hänen kokeillensa huume on yksi turvallisimmista. Koska Moderna ei käytä viruksia tai rekombinanttiproteiineja, on hyvin pieni mahdollisuus, että vapaaehtoisilla olisi sivuvaikutuksia - immuunijärjestelmällä ei yksinkertaisesti ole mitään, mihin aggressiivisesti reagoida. Pahinta mitä voi tapahtua, on se, että rokote on tehoton. Mutta tämä on vielä tarkistettava.

Mutta rokotteiden tuotanto ei ilmeisesti ole rajoittava vaihe. "Tämä ei ole monimutkaisempaa kuin tavallinen rekombinanttiproteiinien biotekninen tuotanto", Rizvanov selittää. Hänen mukaansa tehdas voi tuottaa miljoona annosta tällaista rokotetta muutamassa kuukaudessa. Olga Karpova antaa samanlaisen arvion: kolme kuukautta miljoonalle annokselle.

Tarvitsetko rokotteen?

Se, kannattaako kliinisiä tutkimuksia vähentää, on kiistanalainen asia. Ensinnäkin se on itsessään hidas prosessi. Monissa tapauksissa rokote on annettava useissa vaiheissa: jos virus ei lisääntyy itsestään elimistön sisällä, se eliminoituu nopeasti ja sen pitoisuus ei ole riittävä lintuinfluenssa A -viruspandemiaan valmistautuminen ja rokotteen kehittäminen vakavan immuunijärjestelmän aikaansaamiseksi. vastaus. Siksi jopa yksinkertainen tehokkuuden testaus kestää vähintään useita kuukausia, ja lääkärit aikovat seurata rokotteen turvallisuutta vapaaehtoisten terveydelle koko vuoden ajan.

Toiseksi COVID-19 on juuri se tapaus, jossa ihmiskokeiden nopeuttaminen näyttää monille epäkäytännölliseltä.

Kuolleisuus tautiin on nykyään arvioitu muutamaksi prosentiksi, ja tämä arvo todennäköisesti pienenee entisestään heti, kun selviää, kuinka moni on kärsinyt taudista oireettomasti. Mutta rokote, jos se nyt keksitään, on annettava miljoonille ihmisille, ja pienetkin sivuvaikutukset voivat johtaa sairauksien ja kuolemantapausten määrään, joka on verrattavissa itse infektioon. Ja uusi koronavirus ei ole suinkaan tarpeeksi "vihainen" Rizvanovin sanoin "heittämään täysin syrjään kaikki turvallisuusnäkökohdat". Tiedemies uskoo, että nykyisessä tilanteessa karanteeni on tehokkain.

Karpovan mukaan rokotteelle ei kuitenkaan ole kiireellistä tarvetta lähitulevaisuudessa. "Ei ole tarvetta rokottaa ihmisiä pandemian aikana, se ei ole epidemiasääntöjen mukaista", hän selittää.

RUDN-yliopiston infektiotautien osaston johtaja Galina Kozhevnikova on samaa mieltä hänen kanssaan.”Epidemian aikana rokotusta ei suositella ollenkaan, ei edes rutiininomaista, joka sisältyy rokotusohjelmaan. Koska ei ole takeita siitä, että henkilö ei ole itämisvaiheessa, ja jos rokote annetaan tällä hetkellä, haittatapahtumat ja rokotustehokkuuden heikkeneminen ovat mahdollisia”, Kozhevnikova sanoi vastaten N + 1 -kysymykseen.

Hän lisäsi, että on tapauksia, joissa hätärokotus on tarpeen terveydellisistä syistä tilanteessa, jossa on kyse elämästä ja kuolemasta. Esimerkiksi pernaruttoepidemian aikana Sverdlovskissa vuonna 1979 kaikki rokotettiin, tuhannet ihmiset rokotettiin kiireellisesti, ja vuonna 1959 Moskovassa Kokorekinin tuoman isorokkoepidemian aikana Aleksei Aleksejevitš - taiteilija Aleksei Kokorekinin "Wikipedia" Intiasta.

Mutta koronavirus ei todellakaan ole sellainen tarina. Tapahtuneesta näemme, että tämä epidemia kehittyy akuuttien hengitystiesairauksien klassisten lakien mukaisesti”, Kozhevnikova sanoo.

Näin ollen rokotteiden kehittäjät ovat aina kiusallisessa tilanteessa. Niin kauan kuin virusta ei ole, on lähes mahdotonta luoda rokotetta. Heti kun virus ilmestyi, käy ilmi, että se olisi pitänyt tehdä toissapäivänä. Ja kun se perääntyy, valmistajat menettävät asiakkaitaan.

Rokote on kuitenkin annettava. Tällaista ei ole tapahtunut aikaisempien koronavirustartuntojen puhkeamisen aikana – sekä MERS että SARS loppuivat liian nopeasti ja tutkimus menetti rahoitusta. Mutta jos SARS-tapauksia ei ole ollut maailmassa vuoden 2004 jälkeen, niin viimeinen MERS-tapaus on vuodelta 2019, eikä kukaan voi taata, ettei epidemia toistu. Lisäksi rokote aiempia infektioita vastaan voisi tarjota strategisen alustan tulevien rokotteiden kehittämiselle.

Karpova huomauttaa, että vaikka tämä COVID-19-epidemia hiipuu, uusi epidemia on mahdollinen. Ja tässä tapauksessa valtiolla pitäisi olla rokote valmiina."Tämä ei ole sellainen rokote, jolla kaikkia ihmisiä rokotetaan flunssan tapaan", hän sanoo. "Mutta hätätilanteessa uuden taudinpurkauksen yhteydessä valtiolla pitäisi olla tällainen rokote sekä testijärjestelmä."

Koronaviirus. Tartunnan saaneiden määrä:

243 093 598

maailmassa

8 131 164

Venäjällä Näytä kartta