Хорошие новости про COVID-19. На данный момент к первой фазе клинических испытаний вакцины от коронавируса приступили две компании. По оценкам экспертов, разработка готового к массовому применению препарата может занять от 12 до 18 месяцев. Однако многие компании пытаются ускорить процесс и уже тестируют вакцины на добровольцах.
Один из лидеров – компания Moderna (Массачусетс), выступающая в партнерстве с Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний. Команда Moderna смогла синтезировать вещество – кандидата на вакцину спустя всего 42 дня после секвенирования генома нового коронавируса. Созданная вакцина использует часть вируса COVID-19, а именно короткую РНК-последовательность.
Вакцина попадает в организм человека, на базе последовательности этой РНК синтезируются белки аналогичные вирусным, что приводит к дальнейшей выработке в организме человека антител, эффективных как в борьбе с белком, так и с самим вирусом. Для ускорения производства Moderna пошла в обход фазы тестирования на животных, приступив сразу к апробации препарата на пациентах.
К первой фазе испытаний приступила также и китайская компания CanSino Biologics. Их вакцина уже тестируется на 108 добровольцах в возрасте от 20 до 60 лет в трех разных дозах. Подход CanSino заключается в том, чтобы взять фрагмент генетического кода коронавируса и связать его с безвредным вирусом, который обеспечивает транспорт генетического материала в клетки организма.
Несмотря на скорость, обеим компаниям понадобится не менее 12 месяцев на проведение дальнейших испытаний и запуск вакцины в производство.
Компании, которые приступят к испытаниям вакцины
К испытаниям 13 вариантов вакцины приступили ученые в Новосибирском ГНЦ вирусологии и биотехнологии «Вектор». В настоящее время их проводят на лабораторных мышах, чтобы оценить эффективность и безопасность различных составов. «Данный метод позволяет получить псевдовирусные частицы – этот подход универсальный и в десятках лабораторий мира на сегодняшний день есть такие конструкции. На то, чтобы синтезировать гены, которые экспрессируют поверхностные белки коронавируса и могут быть использованы в основе вакцины, уйдет не более 2-3 дней», – отметил Андрей Покровский, ведущий эксперт Инфраструктурного центра Хелснет НТИ, директор института медицины и психологии НГУ, член-корреспондент РАН.
По его словам, потребуется несколько месяцев чтобы выяснить, насколько эффективны эта и другие находящиеся в разработке вакцины. Однако к лету планируется начать первые клинические испытания.
Многое зависит от законодательной базы. Всегда есть риски, плюсы и минусы. Например, вакцину от оспы, которая ликвидировала заражение, ни за что не разрешили бы в наши дни потому что она относительно реактогенна. Но когда летальность составляет 10%, а осложнения – 1 к 1000, риски оправданы.
В апреле клинические испытания начнут компании Pfizer и BioNTech, Inovio Pharmaceuticals.
Немецкая компания BioNTech работает над мРНК-вакциной для нового коронавируса. В начале марта шанхайская Fosun Pharma уже подписала соглашение о продаже вакцины BioNTech в Китае, если она будет в конечном счете одобрена. Компания Pfizer договорилась производить вакцину совместно с BioNTech за пределами Китая.
Inovio Pharmaceuticals разработала вакцину на основе ДНК. Компания сотрудничает с китайским производителем Beijing Advaccine Biotechnology и работает над доклинической разработкой кандидата под названием INO-4800. Компания рассчитывает перейти в клинические испытания в апреле и пообещала произвести 1 миллион доз своего препарата в этом году.
Arcturus Therapeutics активно продвигает вакцину, основанную на инженерной РНК.
Компания планирует взять РНК-вирус, отредактированный для кодирования белков, которые будут защищать от инфекции, и загрузить его в жидкую наночастицу. Полученная вакцина обещает лучший иммунный ответ при более низкой дозе, чем конкурирующие вакцины на основе мРНК, утверждают в компании.
Вакцина остается в доклинической разработке, и Arcturus пообещал как можно быстрее начать испытания на людях.
Johnson & Johnson применяет многоэтапный подход к созданию вакцины от коронавируса. Компания находится на ранней стадии разработки вакцины, которая представила бы пациентам дезактивированную версию вируса. Испытания этого препарата на людях могут начаться к ноябрю. В то же время J&J сотрудничает с федеральным управлением биомедицинских исследований и разработок (США) в области потенциального лечения пациентов. Задача – изучить, может ли какое-либо из уже существующих лекарств работать против коронавируса.
Как разрабатывают и тестируют вакцины
Ключевой этап в технологии создания препарата – производство антигенов или их предшественников. Антигенами могут быть как целые вирусы или бактерии, так и их части или вещества, которые они производят. Попадая в организм человека, именно антигены запускают иммунный ответ, тренируя защитную систему организма до встречи с опасным микроорганизмом.
В наши дни технологии получения вакцины принципиально изменились. Раньше эффективны были живые вакцины, с помощью которых удалось искоренить оспу и практически ликвидировать полиомиелит. Но для того, чтобы их получить, требовалось несколько лет. Сегодня в лабораториях применяется третье поколение вакцины – это рекомбинантные вакцины, которые были разработаны против гепатита B, С, полиомавируса, респираторно-синцитиального вируса.
В третьем поколении используется технология псевдовирусных частиц. Синтезируется ген, который экспрессирует поверхностные белки. Сегодня этот универсальный подход применяется повсеместно.
До 1960-х годов при вакцинировании использовались живые ослабленные вакцины. Это целые вирусы или бактерии, которым предварительно снижали активность обработкой с использованием фармакологических препаратов. Более современные вакцины на основе живых вирусов включают этап модификации вирусной частицы. В лабораторных условиях учёные специально подвергают патогенную частицу мутациям. Например, модифицированный вирус может вырабатывать патогены только при низких температурах, а при попадании в организм становится безвредным. «Живые» вакцины кратковременно размножаются в организме, вызывая сильный и продолжительный ответ со стороны иммунной системы.
Для того, чтобы вызвать иммунный ответ можно ввести в организм человека и предварительно «инактивированный» вирус. Такую частицу можно получить, обработав вирус химическим веществом или при воздействии температуры. После обработки вирус уже не может размножиться в живом организме, а значит, иммунный ответ будет не таким сильным по сравнению с «живой» вакциной. Поэтому может потребоваться несколько доз препарата для поддержания иммунитета.
Часто в качестве действующего вещества вакцины выступает не весь вирус, а его часть, например белок или нуклеотидная последовательность (ДНК или РНК), которые производит патогенный микроорганизм. Так, например, устроена вакцина против дифтерии, коклюша и столбняка. Вирусные белки предварительно обрабатывают химическими веществами, чтобы они не вредили организму человека. Нуклеотидные последовательности также могут быть подвержены модификации.
При производстве вакцин могут быть использованы технологии генной инженерии. Ген, кодирующий вирусную частицу, встраивают в дрожжевые клетки, затем эти клетки культивируют и выделяют из них вирусный компонент, который и служит основным действующим веществом вакцины.
Как правило, существует три фазы клинических испытаний. На первой фазе клинических испытаний вакцину вводят 20–100 здоровым добровольцам. Ученые описывают возможные побочные эффекты и проверяют эффективность вакцины, вычисляют необходимую дозу действующего вещества. Если серьезные побочные эффекты не были обнаружены, то начинается вторая фаза испытаний, в которой принимают участие уже несколько сотен добровольцев. На третьей стадии участвуют тысячи добровольцев. Фиксируются общие побочные эффекты. Чтобы вакцина была лицензирована и смогла поступить в медицинские учреждения, все три этапа испытания должны показать, что польза вакцины перевешивает потенциальные риски для ее получателей.
Ксения Макарова