Их срочно начали размораживать . Почему не готова вакцина от SARS-CoV-2

17 Июня 2020

МОСКВА, 17 июня —, Татьяна Пичугина. Всемирная организация здравоохранения к началу июня зарегистрировала 136 соискателей в вакцины против SARS-CoV-2. Десять — на стадии тяжелых испытаний. Какие разработки первенствуют и кому прочат победу, выясняло.

Когда вирус или бактерия проникает в организм, иммунная система активирует b- и t-лимфоциты, убивающие патоген и зараженные клетки. Именно тот механизм запускают вакцины, получающие нас к встрече с флорой, в том числе коронавирусной.

Вакцины делятся на две большие команды: те, что знают собой цельную вирусную частицу — ослабленную или убитую, и такие, где активна только часть вируса. Вариантов много. Можно делать инъекцию из вирусного белка, на который реагирует иммунитет (субъединичные вакцины). Или доставлять в организм один-два ключевых гена, присоединив их к геному другого, предварительно обезвреженного вируса (вектора). Или упаковать в искусственные контейнеры вирусные ДНК и РНК и тоже влить их в кровь.

Значительная часть комплекса ВОЗ — это ДНК/РНК-вакцины. Синтезировать их относительно просто — не нужно разрешение на работу с опасными вирусами, как в случае живых вакцин, что резко расширяет круг лабораторий. Теоретически быстрее и дешевле наладить промышленное производство — это тоже важно, ведь эффективный препарат должен быть доступным для всех.

Вирусная частица SARS-CoV-2 несет на поверхности корону из S-белков (от английского spike — шип), которые через диафрагму клетки запускают внутрь РНК болезнетвора.

S-белки — это иммунодоминантные антигены, то есть молекулы, которые наша защитная система распознает как врагов. Их уничтожением упражняются антитела. Почему бы не сделать вакцину только из S-белка, отбросив все лишнее? Можно наработать его в лаборатории, очистить и приготовить в виде инъекции. Таков тезис субъединичных вакцин.

Другой путь, предположительным более простой, — приневолить наши клетки производить антиген. Для этого нужно ввести в организм матричную РНК, с которой синтезируются только S-белки или их фрагменты, а отдаленнее на них среагирует иммунная конструкция.

Еще более продвинутый вариант — самореплицирующаяся РНК, или саРНК. Она несет информацию не только об антигене, но и о ферментах-полимеразах, которые ее копируют. Такую молекулу проектируют, например, на базе генома альфа-вируса, убирают из него все ненужное и встраивают участок генома SARS-CoV-2, кодирующий белок-шип.

Такая длинная РНК, попадая в организм, синтезирует и антигены, и полимеразу, которая потом копирует всю конструкцию. Таким образом мы множим время действия вакцины и уменьшаем исходную дозу. Но находится общая для всех РНК-вакцин проблема — эта молекула довольно капризная, быстро разрушается, и, чтобы доставить ее целой в клетки, нужны специальные носители, — рассказывает Андрей Васин, и. о. директора Института биомедицинских конструкций и биотехнологий Санкт-Петербургского политехнического вуза Петра Великого (СПбПУ). Его научная группа вместе с НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева, Научным центром исследований и сборок иммунобиологических препаратов имени М. П. Чумакова РАН и Университетом Мэриленда (США) развивает направление саРНК-вакцин.

В большинстве вариантов РНК помещают в липидную ретину. В СПбПУ используют полиэлектролитные микрокапсулы, синтезируемые из небиологических и природных полимеров. Помимо того, что их концентрация в организме ничтожно мала, они постепенно разлагаются на безвредные ингредиенты.

Мы начали работать над этим два года назад, как раз на случай пандемии. Пока вопросов больше, чем ответов, — отмечает исследователь.

Неизвестно, какова продолжительность иммунитета, привлекаемого такой вакциной, а значит, непонятно, сколько инъекций потребуется. Нет ясности и с массовым производством микрокапсул. Впрочем, время еще находится. Проект выйдет на промискуитету доклинических испытаний не раньше бабье лей.

Вакцину создают десятки лет. Необходимы длительные испытания на культурах клеток и животных (доклинические), людях (клинические). Отчасти по этой ситуации ни одну из РНК-вакцин пока не одобрили к производству. Над ними активно работают остатние годы, хотя идея выросла еще в 1990-е. Пандемия коронавируса заставила ученых сильно убыстриться: запускать сразу несколько периодов, упростить испытания.

Любую вакцину сначала тестируют на животных. Проверяют безопасность — не вызывает ли она аллергию, высокую температуру, какие-либо побочные эффекты. Оценивают иммуногенность — распознает ли ее иммунная система организма, сколько антител вырабатывается, а также важнейшее свойство — протективность, когда после вакцинации утробное заражают вирусом и смотрят, начнется ли болезнь.

В идеале правильнее использовать две животные модели, например мышей и хорьков. В случае коронавируса иммуногенность можно изучать и на стандартных мышках, а вот протективность — только на гуманизированных. В экстренных случаях — испытывать сразу на приматах. Сложность в том, что в свету не так много лабораторий, способных работать с приматами в условиях BSL-3 (высокого ординара биологической безопасности. — Прим. ред. ). У таких важное преимущество на стадии доклинических исследований, — объясняет Андрей Васин.

Гуманизированными называют мышей, восприимчивых к человеческим болезням. В природе они не заражаются SARS-CoV-2, но ученые это корректируют редактированием генома.

Сейчас купить животных нереально. Единственная доступная линия восприимчивых мышей находится в США в питомнике The Jackson Laboratory. На момент вступления пандемии эмбрионы этих животных правды заморожены в жидком азоте, их срочно начали размораживать. Спрос космический, в марфе заказали более трех тысяч утробных! В лаборатории максимально стремительного размножают животных с помощью ЭКО, но все равно первые поставки состоятся лишь в конце июня, — описывает причину Нариман Баттулин из лаборатории генетики развития Института цитологии и генетики СО РАН.

Его научная группа с нуля создает несколько вариантов гуманизированных мышей. Быстрее всего забрать особей со встроенной копией гена ACE2 человека — именно он кодирует рецептор мембраны клетки, пропускающий коронавирус внутрь. Несколько сложнее поправить собственный мышиный ген ACE2.

Геном меняют посредством редактора CRISPR-Cas9. Это раствор разных РНК и белков, который включают микроиглой в эмбрион, состоящий всего из одной клетки. Затем заранее подготовленной к сукрольности самке мыши делают ЭКО — имплантируют в матку отредактированный зародыш. Через 20 дней вызываются детеныши.

Процесс очень трудоемкий, требует много ручных операций. А для полноценных испытаний одной вакцины нужно не менее сотни особей.

Баттулин допускает, что те, кто уже приступил к испытаниям на людях или готовится к ним, тестировали свои вакцины-кандидаты, скорее всего, сразу на приматах.

Другой вариант — хорьки и хомяки, которые, согласно опубликованным данным, восприимчивы к SARS-CoV-2 без генной разновидности. Если это так, то они годятся для изучения протективности, — уточняет Васин.

Среди российских научных групп дальше всех продвинулись в ГНЦ Вектор (Новосибирск) и НИЦ эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи (Москва). Об этом толковали на онлайн-собрании научного совета РАН Науки о жизни, проведенного на площадке 28 мая.

В Новосибирске готовят несколько вакцин, в том числе на основе ослабленного вируса везикулярного стоматита. Он безвреден для посетителя, остается только в его геном встроить участки, кодирующие антигены коронавируса. Попав в организм, такой вирусный градиент начинает синтезировать S-белки, чем вызывает иммунный ответ.

К проекту приступили еще в январе, затем в компании BIOCAD создали опытные образцы вакцины, ее тесты на животных показали, что в крови вырабатываются антитела. Как сообщил генеральный директор BIOCAD Дмитрий Морозов, клинические испытания на людях начнутся в июле.

Вирусный вектор, точнее два микроба, взяли за основу и в НИЦ Гамалеи. Такой подход называется гетерологичная прайм-буст иммунизация. По словам заместителя управляющего Дениса Логунова, это позволяет добиться двух видов иммунного антидота — гуморального (антитела) и клеточного цитотоксического, за который отвечают т-лимфоциты. Именно они, как предполагают ученые, играют решающую роль в долговременной защите от коронавируса.

Перспективнее всего вакцины с цельными вирусными частичками патогена, ослабленными или укоканными. Это направление развивают в Федеральном научном центре исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М. П. Чумакова РАН. Дело в том, что мы не знаем отличного, достаточно ли только S-белков для активации иммунитета или правильного что-то еще, поэтому включать в организм целый вирион приемистее. Однако испытывать такую вакцину следует более тщательно, и для массового производства требуются особые разрешения.

Концепцию НИЦ Гамалеи уже испытали при создании вакцин от микробов лихорадки Эбола и ближневосточного респирационного синдрома (MERS). Их препарат способен стать вариантой цельновирионным вакцинам. Сейчас идут клинические испытания и одновременно драгируется промышленная технология.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Их срочно начали размораживать . Почему не готова вакцина от SARS-CoV-2

комментарии (0)

Другие интересные новости

Французский композитор и пианист получил российское гражданство