Hoe 'n koronavirus-entstof geskep word en kan dit 'n pandemie stop

2024 Outeur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 03:44

Dit is onverwags nie nodig om die werk aan die entstof te bespoedig nie.

Tientalle biotegnologie-maatskappye en wetenskaplike instellings jaag teen die pandemie om verskillende entstofopsies vir die nuwe SARS - CoV - 2-koronavirus te skep. Ons is besig om uit te vind watter tegnologieë gebruik word om dit te ontwikkel, hoe lank dit sal neem voordat die COVID-19-entstof ingeënt kan word, en of die toekomstige entstof die pandemie sal kan stop.

Elke keer wanneer die mensdom met 'n nuwe infeksie gekonfronteer word, begin drie wedrenne gelyktydig: vir 'n medisyne, 'n toetsstelsel en 'n entstof. Verlede week het die Wetenskaplike Sentrum van Rospotrebnadzor begin om 'n entstof teen die nuwe koronavirus te toets, 'n anti-koronavirus-entstof op diere te toets, en in die Verenigde State begin die NIH-kliniese proef van ondersoek-entstof vir COVID-19. Beteken dit dat die oorwinning oor die epidemie naby is?

Volgens die WGO het ongeveer 40 laboratoriums regoor die wêreld die KONSEP-landskap van COVID-19-kandidaat-entstowwe aangekondig - 20 Maart 2020 dat hulle entstowwe teen koronavirus ontwikkel. En ten spyte van die feit dat daar duidelike leiers onder hulle is - byvoorbeeld, die Chinese maatskappy CanSino Biologics, wat REKOMBINANTE ROMAN CORONAVIRUS ENTSTOF (ADENOVIRUS TIPE 5 VECTOR) GOEDGEKEUR VIR KLINIESE PROEF toestemming vir menslike proewe ontvang het, en die Amerikaanse Moderna, wat reeds begin hulle, - Nou is dit moeilik om te voorspel watter van die maatskappye hierdie wedloop sal wen, en bowenal, of die ontwikkeling van entstowwe die verspreiding van koronavirus sal verbysteek. Sukses in hierdie wedloop hang nie die minste af van die keuse van wapen nie, dit wil sê van die beginsel waarop die entstof gebou is.

'n Dooie virus is 'n slegte virus

In skoolhandboeke skryf hulle gewoonlik dat 'n doodgemaakte of verswakte patogeen vir inentings gebruik word. Maar hierdie inligting is ietwat verouderd. “Geïnaktiveer (“doodgemaak”. - Ongeveer N + 1.) En verswak (verswak. - Ongeveer N + 1.) Entstowwe is uitgevind en bekendgestel in die middel van die vorige eeu, en dit is moeilik om dit as modern te beskou, - verduidelik in 'n gesprek met N +1 Olga Karpova, Hoof van die Departement Virologie, Fakulteit Biologie, Lomonosov Moskou Staatsuniversiteit. - Dit is duur. Dit is moeilik om te vervoer en te berg, baie entstowwe bereik die plekke waar dit nodig is (as ons byvoorbeeld oor Afrika praat) in so 'n toestand wanneer hulle niemand meer beskerm nie."

Boonop is dit nie veilig nie. Om 'n hoë dosis van die "gedood" virus te kry, moet jy eers groot hoeveelhede lewendes aanskaf, en dit verhoog die vereistes vir laboratoriumtoerusting. Dan moet dit geneutraliseer word - hiervoor gebruik hulle byvoorbeeld ultraviolet of formalien.

Maar waar is die waarborg dat daar onder die menigte "dooie" virale deeltjies nie meer sal wees wat siekte kan veroorsaak nie?

Met 'n verswakte patogeen is dit nog moeiliker. Nou, om te verswak, word die virus gedwing om te muteer, en dan word die minste aggressiewe stamme gekies. Maar dit produseer 'n virus met nuwe eienskappe, en nie almal kan vooraf voorspel word nie. Weereens, waar is die waarborg dat, sodra dit in die liggaam is, die virus nie sal voortgaan om te muteer en "nageslag" selfs meer "boos" as die oorspronklike voortbring nie?

Daarom word beide "gedood" en "nie doodgemaak" virusse vandag selde gebruik. Byvoorbeeld, onder moderne griep-entstowwe is "verswakte patogene" in die minderheid - Volgende-generasie griep-entstowwe: geleenthede en uitdagings is in die minderheid - slegs 2 van 18 entstowwe wat teen 2020 in Europa en die Verenigde State goedgekeur is, word gereël. Van meer as 40 projekte van entstowwe teen koronavirus, is slegs een volgens hierdie beginsel georganiseer - die Indian Institute of Serum is daarmee besig.

Verdeel en ent in

Dit is baie veiliger om die immuunstelsel nie aan die hele virus bekend te stel nie, maar aan 'n aparte deel daarvan. Om dit te doen, moet jy 'n proteïen kies waarmee die "interne polisie" van 'n persoon die virus akkuraat sal kan herken. As 'n reël is dit 'n oppervlakproteïen, met behulp waarvan die patogeen die selle binnedring. Dan moet jy 'n bietjie selkultuur kry om hierdie proteïen op 'n industriële skaal te produseer. Dit word gedoen met behulp van genetiese ingenieurswese, en daarom word sulke proteïene geneties gemanipuleerd, of rekombinant genoem.

"Ek glo dat entstowwe rekombinant moet wees, en niks anders nie," sê Karpova. - Boonop moet dit entstowwe op draers wees, dit wil sê die proteïene van die virus moet op 'n soort draer wees. Die feit is dat hulle (proteïene) op sigself nie immunogeen is nie. As lae-molekulêre gewig proteïene as 'n entstof gebruik word, sal hulle nie immuniteit ontwikkel nie, die liggaam sal nie daarop reageer nie, so draerdeeltjies is absoluut noodsaaklik.”

As so 'n draer stel navorsers van die Moscow State University voor om die tabakmosaïekvirus te gebruik. Tabakmosaïekvirus - "Wikipedia" (dit is terloops die heel eerste virus wat deur mense ontdek is). Dit lyk gewoonlik soos 'n dun stok, maar wanneer dit verhit word, neem dit die vorm van 'n bal aan. "Dit is stabiel, dit het unieke adsorpsie-eienskappe, dit lok proteïene na homself," sê Karpova. "Op sy oppervlak kan jy klein proteïene plaas, die einste antigene." As jy die tabakmosaïekvirus met koronavirusproteïene bedek, verander dit vir die liggaam in 'n nabootsing van die SARS - CoV - 2 virale deeltjie. “Die tabakmosaïekvirus”, sê Karpova, “is 'n doeltreffende immunostimulant vir die liggaam. Terselfdertyd, aangesien plantvirusse nie diere, insluitend mense, kan besmet nie, maak ons 'n absoluut veilige produk."

Die veiligheid van verskeie metodes wat met rekombinante proteïene geassosieer word, het hulle die gewildste gemaak - ten minste 'n dosyn maatskappye probeer nou om so 'n proteïen vir die koronavirus te bekom. Daarbenewens gebruik baie ander draervirusse - byvoorbeeld adenovirale vektore of selfs gemodifiseerde lewende masels- en pokkevirusse wat menslike selle infekteer en daar saam met koronavirusproteïene vermeerder. Hierdie metodes is egter nie die vinnigste nie, want dit is nodig om in-lyn produksie van proteïene en virusse in selkulture te vestig.

Naakte gene

Die proteïenproduksiestap in selkultuur kan verkort en versnel word deur die liggaam se selle virale proteïene op hul eie te laat produseer. Geenterapie-entstowwe werk volgens hierdie beginsel - "naakte" genetiese materiaal - virale DNA of RNA - kan in menslike selle ingevoeg word. DNS word gewoonlik met behulp van elektroporasie in selle ingespuit, dit wil sê, saam met die inspuiting, ontvang 'n persoon 'n ligte ontlading, as gevolg daarvan verhoog die deurlaatbaarheid van selmembrane, en DNS-stringe kom binne. RNA word met behulp van lipiedvesikels afgelewer. Op een of ander manier begin selle virale proteïen produseer en dit aan die immuunstelsel demonstreer, en dit ontvou 'n immuunrespons selfs in die afwesigheid van 'n virus.

Hierdie metode is redelik nuut, daar is geen entstowwe in die wêreld wat op hierdie beginsel sal werk nie.

Nietemin, volgens die WGO, probeer sewe maatskappye gelyktydig om 'n entstof teen koronavirus op grond daarvan te maak. Dit is die pad wat Moderna Therapeutics, die Amerikaanse leier in die entstofwedloop, ingeslaan het. Hy is ook vir hulself gekies deur nog drie deelnemers aan die wedloop uit Rusland: die Vector Scientific Centre in Novosibirsk (volgens Rospotrebnadzor toets hy soveel as ses entstofontwerpe op dieselfde tyd, en een daarvan is op RNA gebaseer), Biocad en die Wetenskaplike en Kliniese Sentrum vir Presisie en regeneratiewe medisyne prys Kazan.

"In beginsel is dit nie so moeilik om 'n entstof te skep nie," sê Albert Rizvanov, direkteur van die Sentrum, professor van die Departement Genetika by die Instituut vir Fundamentele Geneeskunde en Biologie van die Kazan Federale Universiteit. "Geenterapie-entstowwe is die vinnigste in terme van ontwikkeling, want dit is genoeg om 'n genetiese konstruk te skep." Die entstof, waaraan by die Sentrum gewerk word, behoort op verskeie teikens gelyktydig te skiet: 'n DNS-string met verskeie virale gene word gelyktydig in die selle ingespuit. As gevolg hiervan sal selle nie een virale proteïen produseer nie, maar verskeie op een slag.

Daarbenewens, volgens Rizvanov, kan DNS-entstowwe goedkoper wees as ander in produksie. "Ons is in wese soos Space X," skerts die wetenskaplike. - Ons prototipe-ontwikkeling kos slegs 'n paar miljoen roebels. Prototipering is egter net die punt van die ysberg, en toetsing met 'n lewende virus is 'n heeltemal ander volgorde.”

Wisseltoestande en truuks

Sodra entstowwe van teoretiese ontwikkelings in navorsingsobjekte omskep is, begin struikelblokke en beperkings soos paddastoele groei. En finansiering is maar een van die probleme. Volgens Karpova het die Moscow State University reeds 'n monster van die entstof, maar verdere toetsing sal samewerking met ander organisasies vereis. In die volgende stap beplan hulle om veiligheid en immunogenisiteit te toets, en dit kan binne die mure van die universiteit gedoen word. Maar sodra u die doeltreffendheid van die entstof moet evalueer, sal u met die patogeen moet werk, en dit is verbode in die opvoedkundige instelling.

Daarbenewens sal spesiale diere benodig word. Die feit is dat gewone laboratoriummuise nie siek word van alle menslike virusse nie, en die prentjie van die siekte kan ook baie anders wees. Daarom word entstowwe dikwels in frette getoets. As die doel is om met muise te werk, is geneties gemodifiseerde muise nodig, wat presies dieselfde reseptore aan hul selle dra waaraan die koronavirus in die pasiënt se liggaam "kleef". Hierdie muise is nie goedkoop nie Ace2 KONSTITUTIEWE KNOCKOUT (tien of twintig duisend dollar per reël). Dit is waar, soms kan jy geld spaar - koop net 'n paar individue en teel hulle in die laboratorium - maar dit verleng die prekliniese toetsstadium.

En as ons steeds die probleem van finansiering kan oplos, dan bly die tyd 'n onoorkomelike moeilikheid. Volgens Rizvanov neem entstowwe gewoonlik maande en jare om te ontwikkel. "Selde minder as 'n jaar, gewoonlik meer," sê hy. Die hoof van die Federale Biomediese Agentskap (hulle ontwikkel 'n entstof gebaseer op 'n rekombinante proteïen) Veronika Skvortsova het voorgestel dat die FMBA van Rusland die eerste toetsresultate van prototipes van 'n koronavirus-entstof in Junie 2020 sal ontvang, dat 'n voltooide entstof kan verskyn in 11 maande.

Daar is verskeie stadiums waarin die proses versnel kan word. Die mees voor die hand liggende een is ontwikkeling. Die Amerikaanse maatskappy Moderna het die voortou geneem omdat hy al lank mRNA-entstowwe ontwikkel. En om nog een te maak, het hulle genoeg gehad van die gedekodeerde genoom van die nuwe virus. Russiese spanne van Moskou en Kazan werk ook al etlike jare aan hul tegnologie en maak staat op die resultate van toetse van hul vorige entstowwe teen ander siektes.

Die ideaal sou 'n platform wees waarmee u vinnig 'n nuwe entstof vanaf 'n sjabloon kan skep. Navorsers van Moskou Staatsuniversiteit is besig om sulke planne uit te broei.

“Op die oppervlak van ons deeltjie,” sê Karpova, “kan ons die proteïene van verskeie virusse plaas en terselfdertyd teen COVID-19, SARS en MERS beskerm. Ons dink selfs dat ons sulke uitbrekings in die toekoms kan voorkom. Daar is 39 koronavirusse, sommige van hulle is na aan menslike koronavirusse, en dit is heeltemal duidelik wat dit is om die spesieversperring te oorkom ('n virus van vlermuise na mense te "spring". - Nota N + 1.). Maar as daar 'n entstof soos Lego is, kan ons die proteïen van een of ander virus wat iewers ontstaan het, daarop sit. Ons sal dit binne twee maande doen - ons sal hierdie proteïene vervang of byvoeg. As so 'n entstof in Desember 2019 beskikbaar was, en mense is ten minste in China ingeënt, sou dit nie verder versprei het nie."

Die volgende fase is prekliniese toetsing, dit wil sê, werk met laboratoriumdiere. Dit is nie die langste proses nie, maar dit kan op sy koste gewen word wanneer dit gekombineer word met kliniese proewe by mense. Moderna het presies dit gedoen – die maatskappy het hom tot 'n vinnige veiligheidstoets beperk en reguit na menslike navorsing gegaan. Dit is egter die moeite werd om te onthou dat die dwelm wat sy probeer een van die veiligste is. Aangesien Moderna nie virusse of rekombinante proteïene gebruik nie, is die kans baie min dat die vrywilligers newe-effekte sal hê – die immuunstelsel het eenvoudig niks om aggressief op te reageer nie. Die ergste wat kan gebeur, is dat die entstof ondoeltreffend is. Maar dit moet nog geverifieer word.

Maar die vervaardiging van entstowwe is blykbaar nie 'n beperkende stadium nie. "Dit is nie meer ingewikkeld as die gewone biotegnologiese produksie van rekombinante proteïene nie," verduidelik Rizvanov. Volgens hom kan die plant binne 'n kwessie van maande 'n miljoen dosisse van so 'n entstof produseer. Olga Karpova gee 'n soortgelyke skatting: drie maande vir 'n miljoen dosisse.

Het jy 'n entstof nodig?

Of dit die moeite werd is om op kliniese proewe terug te sny, is 'n betwiste punt. Eerstens is dit 'n stadige proses op sigself. In baie gevalle moet die entstof in verskeie stadiums toegedien word: as die virus nie vanself binne die liggaam vermeerder nie, word dit vinnig uitgeskakel, en die konsentrasie daarvan is onvoldoende Aviaire Influenza A Virus Pandemie Paraatheid en Entstofontwikkeling om 'n ernstige immuun te veroorsaak reaksie. Daarom sal selfs 'n eenvoudige toets van die doeltreffendheid ten minste 'n paar maande neem, en dokters gaan die veiligheid van die entstof vir die gesondheid van vrywilligers vir 'n hele jaar monitor.

Tweedens is COVID-19 juis die geval waar die versnelling van menslike proewe vir baie onprakties lyk.

Mortaliteit as gevolg van die siekte word vandag op 'n paar persent geraam, en hierdie waarde sal waarskynlik verder verminder word sodra dit duidelik word hoeveel mense asimptomaties aan die siekte gely het. Maar die entstof, as dit nou uitgevind word, sal aan miljoene mense toegedien moet word, en selfs klein newe-effekte kan lei tot die aantal siektes en sterftes wat vergelykbaar is met die infeksie self. En die nuwe koronavirus is ver van "kwaad" genoeg om, in die woorde van Rizvanov, "alle veiligheidsoorwegings heeltemal opsy te gooi." Die wetenskaplike glo dat kwarantyn in die huidige situasie die doeltreffendste is.

Volgens Karpova is daar egter geen dringende behoefte aan 'n entstof in die nabye toekoms nie. "Dit is nie nodig om mense tydens 'n pandemie in te ent nie, dit strook nie met epidemiese reëls nie," verduidelik sy.

Galina Kozhevnikova, hoof van die departement van aansteeklike siektes van die RUDN-universiteit, stem met haar saam. “Tydens 'n epidemie word geen inenting hoegenaamd aanbeveel nie, selfs 'n roetine een, wat by die inentingskedule ingesluit is. Omdat daar geen waarborg is dat 'n persoon nie in die inkubasietydperk is nie, en as 'n entstof op hierdie oomblik toegedien word, is nadelige gebeurtenisse en verminderde inentingsdoeltreffendheid moontlik,”het Kozhevnikova gesê en die N + 1-vraag beantwoord.

Daar is gevalle, het sy bygevoeg, wanneer 'n noodinenting om gesondheidsredes nodig is, in 'n situasie wanneer dit by lewe en dood kom. Byvoorbeeld, tydens die miltsiekte-uitbraak in Sverdlovsk in 1979, is almal ingeënt, duisende mense is dringend ingeënt, en in 1959 in Moskou tydens 'n uitbreking van pokke gebring deur Kokorekin, Alexei Alekseevich - "Wikipedia" uit Indië deur kunstenaar Alexei Kokorekin.

'Maar die koronavirus is absoluut nie so 'n storie nie. Uit wat gebeur, sien ons dat hierdie epidemie ontwikkel volgens die klassieke wette van akute respiratoriese siektes,”sê Kozhevnikova.

Entstofontwikkelaars is dus altyd in 'n ongemaklike situasie. Solank daar geen virus is nie, is dit byna onmoontlik om 'n entstof te skep. Sodra die virus verskyn het, blyk dit dat dit eergister gedoen moes gewees het. En wanneer dit terugdeins, verloor vervaardigers hul kliënte.

'n Entstof moet egter gegee word. Dit het nie gebeur tydens vorige uitbrake van koronavirusinfeksies nie - beide MERS en SARS het te vinnig geëindig, en navorsing het geld verloor. Maar as daar sedert 2004 geen gevalle van SARS in die wêreld was nie, dan dateer die laaste geval van MERS terug na 2019, en niemand kan waarborg dat die uitbraak nie weer sal gebeur nie. Daarbenewens kan 'n entstof teen vorige infeksies 'n strategiese platform bied vir die ontwikkeling van toekomstige entstowwe.

Karpova merk op dat selfs nadat hierdie uitbreking van COVID-19 vervaag, nog 'n uitbraak moontlik is. En in hierdie geval moet die staat 'n entstof gereed hê."Dit is nie die soort entstof waarmee alle mense ingeënt sal word soos griep nie," sê sy. "Maar in 'n noodgeval met 'n nuwe uitbreking, moet die staat so 'n entstof hê, sowel as 'n toetsstelsel."

Coronavirus. Aantal besmette:

243 093 598

in die wêreld

8 131 164

in Rusland Kyk kaart