Как ученые могут обновить вакцины против COVID против Omicron

Микробиолог объясняет, как Pfizer и Moderna могут быстро изменить мРНК вакцины.

Врач готовит шприцы, содержащие вакцину Pfizer / BioNTech против Covid-19. Предоставлено: Йенс Шлютер / Getty Images.

Следующее эссе перепечатано с разрешения РазговорThe Conversation , онлайн-публикации, посвященной последним исследованиям.

Если вариант коронавируса омикрон достаточно отличается от исходного варианта, возможно, существующие вакцины не будут столь же эффективными, как раньше. Если это так, вероятно, компаниям потребуется обновить свои вакцины, чтобы лучше бороться с омикроном. Дебора Фуллер - микробиолог, изучающая мРНК и ДНК-вакцины более двух десятилетий. Здесь она объясняет, почему может потребоваться обновление вакцин и как будет выглядеть этот процесс.

1. ПОЧЕМУ МОЖЕТ ПОТРЕБОВАТЬСЯ ОБНОВЛЕНИЕ ВАКЦИН?

По сути, это вопрос о том, достаточно ли изменился вирус, чтобы антитела, созданные исходной вакциной, больше не могли распознавать новый мутированный вариант и защищаться от него.

Коронавирусы используют шипованные белки, чтобы прикрепляться к рецепторам ACE-2 на поверхности клеток человека и заражать их. Все вакцины против мРНК COVID-19 работают, давая инструкции в виде мРНК, которые направляют клетки на создание безвредной версии белка-шипа. Этот спайковый белок затем побуждает человеческий организм вырабатывать антитела. Если человек когда-либо подвергается воздействию коронавируса, эти антитела связываются с белком шипа коронавируса и, таким образом, препятствуют его способности инфицировать клетки этого человека.

Вариант омикрон содержит новый паттерн мутаций его шипового белка. Эти изменения могут нарушить способность некоторых - но, вероятно, не всех - антител, индуцируемых нынешними вакцинами, связываться со спайковым белком. Если это произойдет, вакцины могут оказаться менее эффективными в предотвращении заражения людей и передачи варианта омикрона.

2. ЧЕМ НОВАЯ ВАКЦИНА БУДЕТ ОТЛИЧАТЬСЯ?

Существующие мРНК-вакцины, такие как вакцины, производимые Moderna или Pfizer, кодируют спайковый белок из исходного штамма коронавируса. В новой или обновленной вакцине инструкции мРНК будут кодировать спайковый белок омикрон.

Заменяя генетический код исходного белка-шипа на код этого нового варианта, новая вакцина будет индуцировать антитела, которые более эффективно связывают вирус омикрон и предотвращают его заражение клеток.

Людям, уже вакцинированным или ранее подвергавшимся COVID-19, вероятно, потребуется только одна бустерная доза новой вакцины, чтобы защитить не только от нового штамма, но и от других штаммов, которые могут все еще циркулировать. Если омикрон станет доминирующим штаммом над дельта, то тем, кто не вакцинирован, потребуется всего 2–3 дозы обновленной вакцины. Если и дельта, и омикрон находятся в обращении, люди, скорее всего, получат комбинацию нынешней и обновленной вакцины.

3. КАК УЧЕНЫЕ ОБНОВЛЯЮТ ВАКЦИНУ?

Чтобы сделать обновленную вакцину мРНК, вам понадобятся два ингредиента: генетическая последовательность белка-шипа из нового вызывающего беспокойство варианта и матрица ДНК, которая будет использоваться для создания мРНК.

У большинства организмов инструкции по созданию мРНК дает ДНК. Поскольку исследователи уже опубликовали генетический код белка-шипа омикрона, все, что осталось сделать, - это создать матрицу ДНК для белка-шипа, которая будет использоваться для производства части мРНК новых вакцин.

Для этого исследователи смешивают шаблоны ДНК с синтетическими ферментами и четырьмя молекулярными строительными блоками, которые образуют мРНК - G, A, U и C для краткости. Затем ферменты создают копию мРНК матрицы ДНК - процесс, называемый транскрипцией. Используя этот процесс, вы можете произвести партию мРНК для вакцин всего за несколько минут. Затем исследователи помещают транскрипты мРНК в жировые наночастицы, которые защищают инструкции, пока они не будут безопасно доставлены в клетки вашей руки.

информационная рассылка промо

4. КАК СКОРО БУДЕТ ГОТОВА НОВАЯ ВАКЦИНА?

Для создания матрицы ДНК, необходимой для создания новой вакцины с мРНК, требуется всего три дня.

Затем потребуется около недели для производства достаточных доз мРНК-вакцины для тестирования в лаборатории и еще шесть недель для проведения доклинических тестов на человеческих клетках в пробирках, чтобы убедиться, что новая вакцина работает должным образом.

Таким образом, в течение 52 дней ученые могли бы иметь обновленную вакцину на основе мРНК, готовую к включению в производственный процесс и начать производство доз для клинических испытаний на людях. Для этого испытания, вероятно, потребуется еще как минимум несколько недель, в общей сложности около 100 дней, чтобы обновить и протестировать новую вакцину.

Пока идет это испытание, производители могут начать переключать свой текущий процесс на производство новой вакцины. В идеале после завершения клинических испытаний - и если вакцина будет разрешена или одобрена - компания могла бы немедленно начать выпуск доз новой вакцины.

5. НУЖНЫ ЛИ ОБНОВЛЕННЫЕ ВАКЦИНЫ ПОЛНЫЕ КЛИНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ?

В настоящее время неясно, сколько клинических данных потребуется для получения одобрения FDA или разрешения на обновленную вакцину COVID-19. Однако в новой вакцине все ингредиенты будут такими же.

Единственное отличие будет заключаться в нескольких строках генетического кода, которые хоть немного изменят форму белка-шипа. С точки зрения безопасности обновленная вакцина практически идентична уже испытанным вакцинам. Из-за этого сходства клинические испытания, возможно, не должны быть столь обширными, как то, что требовалось для вакцин против COVID-19 первого поколения.

Как минимум, клинические испытания обновленных вакцин, вероятно, потребуют тестирования безопасности и подтверждения того, что обновленная вакцина индуцирует уровни антител наравне с реакцией исходной вакцины против исходных, бета-и дельта-штаммов. Если это единственные требования, тогда исследователи привлекут только сотни, а не десятки тысяч людей для получения необходимых клинических данных.

Следует отметить одну важную вещь: если производители вакцин решат обновить свои вакцины для варианта омикрон, это не будет их первым случаем, когда они будут вносить такие изменения.

Предыдущий вариант, B.1.351, появился в октябре 2020 года и был достаточно устойчив к действующим на тот момент вакцинам, чтобы потребовать их обновления. Производители быстро отреагировали на потенциальную угрозу, разработав обновленную вакцину с мРНК, соответствующую этому варианту, и провели клинические испытания для тестирования новой вакцины. К счастью, этот вариант не стал доминирующим. Но если бы это было так, производители вакцин были бы готовы выпустить обновленную вакцину.

Если окажется, что омикрон - или любой будущий вариант, если на то пошло - требует новой вакцины, компании уже завершили генеральные репетиции и готовы принять вызов.

источник: