Com s'està creant una vacuna contra el coronavirus i pot aturar una pandèmia

2024 Autora: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 03:49

Inesperadament, no cal accelerar el treball de la vacuna.

Desenes d'empreses de biotecnologia i institucions científiques lluiten contra la pandèmia per crear diferents opcions de vacunes per al nou coronavirus SARS-CoV-2. Estem esbrinant quines tecnologies s'utilitzen per desenvolupar-les, quant de temps passarà fins que la vacuna contra la COVID-19 es pugui vacunar i si la futura vacuna podrà aturar la pandèmia.

Cada vegada que la humanitat s'enfronta a una nova infecció, comencen tres carreres simultàniament: per a un medicament, un sistema de prova i una vacuna. La setmana passada, el Centre Científic de Rospotrebnadzor va començar a provar una vacuna contra el nou coronavirus, provant una vacuna anti-coronavirus en animals, i als Estats Units, comença l'assaig clínic de la vacuna d'investigació per a la COVID-19 del NIH. Vol dir això que la victòria sobre l'epidèmia està a prop?

Segons l'OMS, uns 40 laboratoris d'arreu del món han anunciat l'Esborrany del panorama de vacunes candidates a la COVID-19 - 20 de març de 2020 que estan desenvolupant vacunes contra el coronavirus. I malgrat que hi ha líders clars entre ells, per exemple, l'empresa xinesa CanSino Biologics, que va rebre la VACCINA RECOMBINANT DEL CORONAVIRUS (VECTOR ADENOVIRUS TIPUS 5) APROVAT PER A AVAMENT CLÍNIC per a assaigs en humans, i l'americana Moderna, que ja té els van començar, - Ara és difícil predir quina de les empreses guanyarà aquesta carrera i, el més important, si el desenvolupament de vacunes superarà la propagació del coronavirus. L'èxit en aquesta carrera depèn sobretot de l'elecció de l'arma, és a dir, del principi sobre el qual es construeix la vacuna.

Un virus mort és un virus dolent

Als llibres de text escolars, solen escriure que un patogen mort o debilitat s'utilitza per a les vacunacions. Però aquesta informació està una mica obsoleta. "Inactivat ("matat". - Aprox. N + 1.) I atenuat (debilitat. - Aprox. N + 1.) Les vacunes es van inventar i introduir a mitjans del segle passat, i és difícil considerar-les modernes, - explica en una conversa amb N +1 Olga Karpova, cap del Departament de Virologia de la Facultat de Biologia de la Universitat Estatal de Moscou Lomonosov. - És car. És difícil de transportar i emmagatzemar, moltes vacunes arriben als llocs on es necessiten (si parlem, per exemple, d'Àfrica) en un estat així quan ja no protegeixen ningú".

A més, no és segur. Per obtenir una alta dosi del virus "mort", primer heu d'adquirir grans quantitats de vius, i això augmenta els requisits d'equip de laboratori. Aleshores s'ha de neutralitzar: per a això utilitzen, per exemple, ultraviolada o formalina.

Però, on és la garantia que entre la multitud de partícules víriques "mortes" no n'hi haurà més que puguin causar malalties?

Amb un patogen debilitat, és encara més difícil. Ara, per debilitar-se, el virus es veu obligat a mutar, i després es seleccionen les soques menys agressives. Però això produeix un virus amb propietats noves, i no totes es poden predir per endavant. De nou, on està la garantia que, un cop dins el cos, el virus no continuarà mutant i produirà "descendencia" encara més "malvat" que l'original?

Per tant, tant els virus "morts" com els "no morts" s'utilitzen poques vegades avui dia. Per exemple, entre les vacunes antigripal modernes, els "patògens atenuats" són minoritaris - Vacunes contra la grip de nova generació: les oportunitats i els reptes són minoritaris - només 2 de les 18 vacunes aprovades a Europa i als Estats Units el 2020 estan organitzades. Dels més de 40 projectes de vacunes contra el coronavirus, només un s'organitza d'acord amb aquest principi: hi participa l'Institut Indi de Sèrum.

Dividir i vacunar

És molt més segur introduir el sistema immunitari no a tot el virus, sinó a una part separada d'aquest. Per fer-ho, cal seleccionar una proteïna per la qual la "policia interna" d'una persona podrà reconèixer amb precisió el virus. Com a regla general, es tracta d'una proteïna de superfície, amb l'ajuda de la qual el patogen penetra a les cèl·lules. Aleshores, cal obtenir una mica de cultiu cel·lular per produir aquesta proteïna a escala industrial. Això es fa amb l'ajuda de l'enginyeria genètica, per això aquestes proteïnes s'anomenen modificades genèticament o recombinants.

"Crec que les vacunes han de ser recombinants, i res més", diu Karpova. - A més, aquestes han de ser vacunes sobre portadors, és a dir, les proteïnes del virus han d'estar en algun tipus de portador. El fet és que per si mateixes (proteïnes) no són immunogèniques. Si s'utilitzen proteïnes de baix pes molecular com a vacuna, no desenvoluparan immunitat, el cos no hi reaccionarà, de manera que les partícules portadores són absolutament necessàries.

Com a portador, els investigadors de la Universitat Estatal de Moscou proposen utilitzar el virus del mosaic del tabac. Virus del mosaic del tabac - "Viquipèdia" (aquest, per cert, és el primer virus descobert pels humans). Normalment sembla un pal prim, però quan s'escalfa pren la forma d'una bola. "És estable, té propietats d'adsorció úniques, atrau proteïnes cap a si mateix", diu Karpova. "A la seva superfície, podeu col·locar petites proteïnes, els mateixos antígens". Si cobreix el virus del mosaic del tabac amb proteïnes de coronavirus, per al cos es converteix en una imitació de la partícula viral SARS - CoV - 2. "El virus del mosaic del tabac", assenyala Karpova, "és un immunoestimulant eficaç per al cos. Al mateix temps, com que els virus vegetals no poden infectar animals, inclosos els humans, fem un producte absolutament segur".

La seguretat de diversos mètodes associats a proteïnes recombinants els ha convertit en els més populars: almenys una dotzena d'empreses estan intentant obtenir aquesta proteïna per al coronavirus. A més, molts utilitzen altres virus portadors, per exemple, vectors adenovirals o fins i tot virus vius modificats del xarampió i la verola que infecten cèl·lules humanes i s'hi multipliquen juntament amb les proteïnes del coronavirus. Tanmateix, aquests mètodes no són els més ràpids, perquè és necessari establir la producció en línia de proteïnes i virus en cultius cel·lulars.

Gens nus

El pas de producció de proteïnes en el cultiu cel·lular es pot escurçar i accelerar fent que les cèl·lules del cos produeixin proteïnes víriques per si soles. Les vacunes de teràpia gènica funcionen segons aquest principi: el material genètic "nu" -ADN o ARN viral- es pot inserir a les cèl·lules humanes. L'ADN s'acostuma a injectar a les cèl·lules mitjançant l'electroporació, és a dir, juntament amb la injecció, una persona rep una descàrrega lleugera, com a resultat, la permeabilitat de les membranes cel·lulars augmenta i les cadenes d'ADN hi entren. L'ARN es lliura mitjançant vesícules lipídiques. D'una manera o d'una altra, les cèl·lules comencen a produir proteïnes virals i ho demostren al sistema immunitari, i desplega una resposta immune fins i tot en absència de virus.

Aquest mètode és força nou, no hi ha vacunes al món que funcionin amb aquest principi.

No obstant això, segons l'OMS, set empreses alhora estan intentant fer una vacuna contra el coronavirus a partir d'ella. Aquest és el camí que segueix Moderna Therapeutics, líder nord-americà en la carrera de vacunes. També va ser escollit per ells mateixos per tres participants més a la cursa de Rússia: el Centre Científic del Vector de Novosibirsk (segons Rospotrebnadzor, prova fins a sis dissenys de vacunes alhora, i un d'ells es basa en ARN), Biocad i el Centre Científic i Clínic de Precisió i Medicina regenerativa preu Kazan.

"En principi, no és tan difícil crear una vacuna", diu Albert Rizvanov, director del Centre, professor del Departament de Genètica de l'Institut de Medicina Fonamental i Biologia de la Universitat Federal de Kazan. "Les vacunes de teràpia gènica són les més ràpides en termes de desenvolupament, perquè n'hi ha prou per crear una construcció genètica". La vacuna, que s'està treballant al Centre, hauria de disparar a diversos objectius alhora: s'injecta a les cèl·lules una cadena d'ADN amb diversos gens virals alhora. Com a resultat, les cèl·lules no produiran una proteïna viral, sinó diverses alhora.

A més, segons Rizvanov, les vacunes d'ADN poden ser més barates que altres en producció. "Som essencialment com l'Espai X", bromeja el científic. - El desenvolupament del nostre prototip només costa uns quants milions de rubles. Tanmateix, la creació de prototips és només la punta de l'iceberg, i les proves amb un virus viu són un ordre completament diferent".

Vicissituds i trucs

Una vegada que les vacunes es transformen de desenvolupaments teòrics en objectes de recerca, els obstacles i les restriccions comencen a créixer com bolets. I el finançament és només un dels problemes. Segons Karpova, la Universitat Estatal de Moscou ja té una mostra de la vacuna, però més proves requeriran la cooperació amb altres organitzacions. En el següent pas, tenen previst provar la seguretat i la immunogenicitat, i això es pot fer dins dels murs de la universitat. Però tan aviat com necessiteu avaluar l'eficàcia de la vacuna, haureu de treballar amb el patogen, i això està prohibit a la institució educativa.

A més, es requeriran animals especials. El fet és que els ratolins de laboratori normals no es posen malalts amb tots els virus humans, i la imatge de la malaltia també pot ser molt diferent. Per tant, les vacunes sovint es posen a prova en fures. Si l'objectiu és treballar amb ratolins, calen ratolins modificats genèticament, que portin a les seves cèl·lules exactament els mateixos receptors als quals "s'enganxa" el coronavirus al cos del pacient. Aquests ratolins no són barats Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT (desenes o vint mil dòlars per línia). És cert que de vegades pots estalviar diners (compreu només uns quants individus i crieu-los al laboratori), però això allarga l'etapa de proves preclíniques.

I si encara som capaços de resoldre el problema del finançament, el temps segueix sent una dificultat insuperable. Segons Rizvanov, les vacunes solen trigar mesos i anys a desenvolupar-se. "Poques vegades menys d'un any, normalment més", diu. La cap de l'Agència Biomèdica Federal (estan desenvolupant una vacuna basada en una proteïna recombinant) Veronika Skvortsova va suggerir que la FMBA de Rússia rebrà els primers resultats de les proves de prototips d'una vacuna contra el coronavirus el juny de 2020, que podria aparèixer una vacuna acabada en 11 mesos.

Hi ha diverses etapes en què el procés es pot accelerar. El més evident és el desenvolupament. L'empresa nord-americana Moderna ha pres el lideratge perquè fa temps que desenvolupa vacunes d'ARNm. I per fer-ne un altre, en van tenir prou del genoma descodificat del nou virus. Els equips russos de Moscou i Kazan també porten diversos anys treballant en la seva tecnologia i confien en els resultats de les proves de les seves vacunes anteriors contra altres malalties.

L'ideal seria una plataforma que permeti crear ràpidament una nova vacuna a partir d'una plantilla. Els investigadors de la Universitat Estatal de Moscou estan elaborant aquests plans.

"A la superfície de la nostra partícula", diu Karpova, "podem col·locar les proteïnes de diversos virus i protegir simultàniament contra COVID-19, SARS i MERS. Fins i tot pensem que podem prevenir aquests brots en el futur. Hi ha 39 coronavirus, alguns d'ells propers als coronavirus humans, i està completament clar què és superar la barrera de l'espècie (“saltar” un virus dels ratpenats als humans. - Nota N + 1.). Però si hi ha una vacuna com Lego, podem posar-hi la proteïna d'algun virus que es va originar en algun lloc. Ho farem en dos mesos: substituirem o afegirem aquestes proteïnes. Si aquesta vacuna hagués estat disponible el desembre de 2019 i la gent hagués estat vacunada almenys a la Xina, això no s'hauria estès més".

La següent etapa són les proves preclíniques, és a dir, treballar amb animals de laboratori. No és el procés més llarg, però es pot guanyar al seu càrrec quan es combina amb assaigs clínics en humans. Moderna va fer exactament això: l'empresa es va limitar a un ràpid control de seguretat i va passar directament a la investigació humana. No obstant això, val la pena recordar que la droga que està provant és una de les més segures. Com que Moderna no utilitza virus ni proteïnes recombinants, hi ha molt poques possibilitats que els voluntaris tinguin efectes secundaris: el sistema immunitari simplement no té res a què reaccionar de manera agressiva. El pitjor que pot passar és que la vacuna sigui ineficaç. Però això queda per comprovar.

Però la producció de vacunes, pel que sembla, no és una etapa limitadora. "Això no és més complicat que la producció biotecnològica habitual de proteïnes recombinants", explica Rizvanov. Segons ell, la planta pot produir un milió de dosis d'aquesta vacuna en qüestió de mesos. Olga Karpova dóna una estimació similar: tres mesos per un milió de dosis.

Necessites una vacuna?

Si val la pena reduir els assaigs clínics és una qüestió discutible. En primer lloc, és un procés lent en si mateix. En molts casos, la vacuna s'ha d'administrar en diverses etapes: si el virus no es multiplica per si mateix a l'interior del cos, s'elimina ràpidament i la seva concentració és insuficient. Preparació per a la pandèmia del virus de la grip aviària i desenvolupament de vacunes per induir un sistema immunitari greu. resposta. Per tant, fins i tot una simple prova de l'eficàcia trigarà almenys uns quants mesos, i els metges controlaran la seguretat de la vacuna per a la salut dels voluntaris durant un any sencer.

En segon lloc, la COVID-19 és el mateix cas en què l'acceleració dels assajos humans sembla poc pràctic per a molts.

La mortalitat per la malaltia avui s'estima en un poc per cent, i és probable que aquest valor es redueixi encara més tan bon punt quedi clar quantes persones han patit la malaltia de manera asimptomàtica. Però la vacuna, si s'inventa ara, s'haurà d'administrar a milions de persones, i fins i tot petits efectes secundaris poden provocar un nombre de malalties i morts comparables a la pròpia infecció. I el nou coronavirus està lluny de ser prou "enfadat" com per, en paraules de Rizvanov, "treure de banda completament totes les consideracions de seguretat". El científic creu que en la situació actual, la quarantena és la més efectiva.

Tanmateix, segons Karpova, no hi ha necessitat urgent d'una vacuna en un futur proper. "No cal vacunar les persones durant una pandèmia, això no s'ajusta a les normes epidèmiques", explica.

Galina Kozhevnikova, cap del Departament de Malalties Infeccioses de la Universitat RUDN, està d'acord amb ella. “Durant una epidèmia, no es recomana cap vacunació, ni tan sols una de rutina, que està inclosa en el calendari de vacunacions. Com que no hi ha cap garantia que una persona no estigui en període d'incubació, i si s'aplica una vacuna en aquest moment, són possibles esdeveniments adversos i una reducció de l'eficiència de la vacunació , va dir Kozhevnikova, responent a la pregunta N + 1.

Hi ha casos, ha afegit, en què és necessària una vacunació d'urgència per motius de salut, en una situació de vida o mort. Per exemple, durant el brot d'àntrax a Sverdlovsk el 1979, tothom es va vacunar, milers de persones van ser vacunades urgentment i el 1959 a Moscou durant un brot de verola portat per Kokorekin, Alexei Alekseevich - "Viquipèdia" de l'Índia per l'artista Alexei Kokorekin.

"Però el coronavirus no és absolutament una història així. Pel que està passant, veiem que aquesta epidèmia s'està desenvolupant segons les lleis clàssiques de la malaltia respiratòria aguda ", diu Kozhevnikova.

Per tant, els desenvolupadors de vacunes sempre es troben en una situació incòmode. Mentre no hi hagi virus, és gairebé impossible crear una vacuna. Tan bon punt va aparèixer el virus, resulta que s'hauria d'haver fet abans d'ahir. I quan fa marxa enrere, els fabricants perden els seus clients.

Tanmateix, s'ha de donar una vacuna. Això no ha passat durant els brots anteriors d'infeccions per coronavirus: tant el MERS com el SARS van acabar massa ràpidament i la investigació va perdre finançament. Però si no hi ha hagut casos de SARS al món des del 2004, aleshores l'últim cas de MERS es remunta al 2019, i ningú pot garantir que el brot no es torni a produir. A més, una vacuna contra infeccions anteriors podria proporcionar una plataforma estratègica per al desenvolupament de futures vacunes.

Karpova assenyala que fins i tot després que aquest brot de COVID-19 s'esvaeix, un altre brot és possible. I en aquest cas, l'estat hauria de tenir preparada una vacuna."Aquest no és el tipus de vacuna amb la qual es vacunaran totes les persones com la grip", diu. "Però en una emergència amb un nou brot, l'estat hauria de tenir aquesta vacuna, així com un sistema de prova".

Coronavirus. Nombre d'infectats:

243 093 598

en el món

8 131 164

a Rússia Veure mapa