Как иРНК ваксините могат да бъдат в основата на универсални препарати?

Само няколко часа - толкова време отне на съоснователя на BioNTech Угур Шахин, за да разработи ваксина за COVID-19 през януари 2020 г.

Вирусът едва ли е такъв, какъвто го познаваме сега. Той започва да се разпространява от своя епицентър в Ухан, Китай, но само малък брой случаи бяха открити в Европа и Северна Америка. На 11 януари генетичната последователност на вируса беше оповестена публично и само в рамките на дни производителите са имали готови за тестване ваксини.

Бързите темпове на разработване на ваксина срещу COVID-19 през 2020 г. се считат за огромен подвиг на науката. И всичко това благодарение на генно-инженерни месинджърни РНК (иРНК) платформи.

В човешкото тяло иРНК съставлява верига от молекули, които допълват ДНК, за да завършат нашата генетична последователност, и са отговорни за създаването на протеините, които запълват тези нишки. Ваксини като тази, създадена от Сахин, са направени от инженерна иРНК, създадена да съответства на генетичния код на вируса, който са предназначени да лекуват. Когато се инжектира в тялото, тя създава протеини, от които имунната система се нуждае, за да се пребори със специфичен чужд антиген, като SARS-COV-2. Антителата, които създава, остават в тялото дългосрочно и помагат за предотвратяване на бъдеща инфекция от специфичен чужд вирус.

Измислянето как да се създадат ваксини от инженерна иРНК отне десетилетия на научната общност - но по-голямата част от това, което влезе във ваксината срещу COVID, вече беше разработено, тествано и използвано за лечение на големи маси от хора. При ваксините с иРНК всичко, което трябва да бъде заменено, са шепа протеини, приложими за конкретен вирус, преди да влезе в клинични изпитвания, където той прекарва по-голямата част от времето за развитие, преди да бъде разгърнат за масите. Това означава, че разработването на ваксини е по-бързо и по-лесно от всякога, а с иРНК платформите световната медицинска общност вече разполага с множество ресурси за бързо реагиране на бъдещи пандемии.

"Наистина има потенциал да се направи много", казва Джонас Сандбринк, изследовател в Института "Бъдеще на човечеството", който е автор на коментар за потенциала на ваксините срещу иРНК за справяне с нововъзникващите пандемии. "Надеждата е, че по същество няма да има основни съображения за безопасността, тъй като доказахме много ваксини, които действат много подобно, така че ще можем да ускорим драстично процеса на тестване."

Това е, което мнозина в тази област наричат "универсална ваксина" или лечение за всички бъдещи варианти на коронавируси (семейството на сферични, короновидни патогени), което ще позволи на производителите да създадат нови ваксини за нови вируси в рамките на няколко дни или часове. Това е обект на огромни изследователски инвестиции в световен мащаб, като изследователи от Университета на Вирджиния, Университета на Северна Каролина в Чапел Хил, Университета Дюк и Института за научни изследвания на армията Уолтър Рийд хвърлят долари за научни изследвания и разработки на универсален лекза коронавирусите. Националният институт по здравеопазване (NIH) също наскоро обяви, че започва клинични изпитвания за универсална грипна ваксина.

РНК, по-специално, прави превъзходна съставка в универсалната ваксина, в сравнение с, да речем, фрагмент от действителния вирус, какъвто е случаят с живите атенюирани ваксини.

Маршрутът на иРНК също е по-безопасен, според Сара Фортун, професор по имунология и инфекциозни заболявания в Харвардското училище по обществено здраве TH Chan. С живи атенюирани ваксини, малка част от жив вирусен патоген се намалява, докато не бъде безопасно да се инжектира в тялото, на което имунната система реагира чрез изграждане на антитела. Този метод е разработен в края на 1700-те години за лечение на едра шарка, обяснява тя пред We We Better Off, подкаст от TH Chan. Но инжектирането на човек с живи ваксини идва с риск, който ваксините с иРНК нямат, допълва тя.

"Ваксиналната платформа, тъй като тези ваксини с иРНК не са живи, е безопасна", казва тя. "Това е едно от страхотните неща в това отношение."

Живите атенюирани ваксини също се развиват по-бавно и са неадекватни, за да реагират на това, което САЩ възприемат като заплахи от биотероризъм след 11 септември, отбелязва Fortune, което доведе до увеличените инвестиции в платформи за ваксина с иРНК. Въпреки че технологията е била в процес на работа от 70-те години на миналия век, тя никога не е била фокус за изследователски инвестиции до този момент - но в края на 2000-те години редица нови ваксинални компании, включително BioNTech на Pfizer, стартираха с цел разработване на такива ваксини. До края на 2010 г. изследователите работят за идентифициране на протеинова последователност, която да реагира на коронавирус. И когато дойде време да се разработи реакция, специфична за SARS-COV-2, производителите на ваксини успяха да се справят.

"Имаше десетилетия работа, свързана с платформите за ваксини с иРНК, и всъщност, в изпитването на различни видове ваксини за различни коронавируси", казва Фортун пред We We Better Off. "Когато SARS-CoV-2 се появи за първи път в края на 2019 г., всъщност имахме огромни основни познания, които ускориха разработването на тази ваксина."

Сандбринк е част от екип, който се възползва от тези десетилетия на разработване на ваксини в Оксфордския университет. Той прогнозира, че процесът на създаване на ваксина ще стане експоненциално по-бърз и опростен с времето.

Основният проблем в този процес са клиничните изпитвания, казва той, които са жизненоважни, но отнемат много време. В световен мащаб това е проблем, който е вероятно да продължи без значителна политическа воля за намаляване на прекъсванията в процеса на одобрение, казва той, но с основата на технологиите и иновациите, които ускоряват разработването на ваксини от типа иРНК, светът ще става все по-оборудван за справяне с бъдещите пандемии.

"За да преминете от последователност към продукт, мисля, че вероятно ще можете да направите това за няколко седмици", каза Сандбринк. "Искам да кажа, все още не сме, но мисля, че ще успеем да го постигнем."