Как работают революционные вакцины от Pfizer и Moderna

По мере похолодания количество заражений пандемией COVID-19 резко возрастает. Стесненные пандемической усталостью, экономическими ограничениями и политическими разногласиями, чиновники общественного здравоохранения изо всех сил пытались контролировать нарастающую пандемию. Но теперь наплыв промежуточных анализов фармацевтических компаний Moderna и Pfizer / BioNTech вселил оптимизм в отношении того, что новый тип вакцины на основе матричной РНК, известной как мРНК, может обеспечить высокий уровень защиты, предотвращая COVID-19 среди вакцинированных людей. .

Как работают революционные вакцины от Pfizer и Moderna

Хотя эти предварительные отчеты не были опубликованы, они превзошли ожидания многих экспертов по вакцинам, включая меня. До начала этого года я работал над созданием кандидатных вакцин против вируса Зика и денге. Сейчас я координирую международные усилия по сбору отчетов о взрослых пациентах с текущим или ранее перенесенным раком, которым также был поставлен диагноз COVID-19.

Moderna сообщила, что во время фазы 3 исследования мРНК-1273 своей вакцины-кандидата, в которой приняли участие 30 000 взрослых участников из США, только пять из 95 случаев COVID-19 произошли среди вакцинированных, в то время как 90 инфекций были выявлены в группе плацебо. Это соответствует эффективности 94,5%. Ни у одного из инфицированных пациентов, получивших вакцину, не развился тяжелый COVID-19, в то время как у 11 (12%) из тех, кто получил плацебо, развился.

Аналогичным образом, вакцина-кандидат от Pfizer-BioNTech, BNT162b2, была на 90% эффективна в предотвращении инфекции во время фазы 3 клинического испытания, в котором приняли участие 43 538 участников, из которых 30% в США и 42% за рубежом.

Вакцины обучают иммунную систему распознавать часть вируса, вызывающую болезнь. Вакцины традиционно содержат либо ослабленные вирусы, либо очищенные сигнатурные белки вируса.

Но вакцина с мРНК — это другое дело, потому что вместо инъекции вирусного белка человек получает генетический материал — мРНК, который кодирует вирусный белок. Когда эти генетические инструкции вводятся в плечо, мышечные клетки переводят их, чтобы вырабатывать вирусный белок прямо в организме.

Этот подход имитирует то, что SARS-CoV-2 делает в природе, но мРНК вакцины кодирует только критический фрагмент вирусного белка. Это дает иммунной системе предварительное представление о том, как выглядит настоящий вирус, не вызывая болезни. Этот предварительный просмотр дает иммунной системе время для разработки мощных антител, которые могут нейтрализовать настоящий вирус, если человек когда-либо заразится.

Хотя эта синтетическая мРНК является генетическим материалом, она не может быть передана следующему поколению. После инъекции мРНК эта молекула направляет производство белка внутри мышечных клеток, которое достигает пикового уровня в течение 24-48 часов и может продолжаться еще несколько дней.

Разработка традиционных вакцин, хотя и хорошо изучена, требует очень много времени и не может мгновенно отреагировать на новые пандемии, такие как COVID-19.

Например, в случае сезонного гриппа для создания вакцины требуется примерно шесть месяцев с момента идентификации циркулирующего штамма вируса гриппа. Вирус кандидатной вакцины против гриппа выращивают в течение примерно трех недель для получения гибридного вируса, который менее опасен и лучше подходит для роста в куриных яйцах. Затем гибридный вирус вводят во множество оплодотворенных яиц и инкубируют в течение нескольких дней для создания большего количества копий. Затем из яиц собирают жидкость, содержащую вирус, вирусы вакцины убивают, а вирусные белки очищают в течение нескольких дней.

Вакцины с мРНК могут преодолеть препятствия при разработке традиционных вакцин, таких как получение неинфекционных вирусов или производство вирусных белков на требуемых с медицинской точки зрения уровнях чистоты.

Вакцины с МРНК устраняют большую часть производственного процесса, потому что вместо инъекции вирусных белков человеческий организм использует инструкции для производства вирусных белков.

Кроме того, молекулы мРНК намного проще белков. Что касается вакцин, мРНК производится путем химического, а не биологического синтеза, поэтому переработку, масштабирование и серийное производство гораздо быстрее, чем у обычных вакцин.

Фактически, в течение нескольких дней после того, как стал доступен генетический код вируса SARS-CoV-2, был готов код мРНК для тестирования вакцины-кандидата. Что наиболее привлекательно, так это то, что как только инструменты вакцины мРНК станут жизнеспособными, мРНК можно будет быстро адаптировать для других будущих пандемий.

Технология MRNA не нова. Некоторое время назад было показано, что когда синтетическая мРНК вводится животному, клетки могут производить желаемый белок. Но прогресс оставался медленным. Это связано с тем, что мРНК не только заведомо нестабильна и легко расщепляется на более мелкие компоненты, но также легко разрушается иммунной защитой человеческого организма, что делает доставку ее к цели очень неэффективной.

Но начиная с 2005 года исследователи выяснили, как стабилизировать мРНК и упаковать ее в мелкие частицы, чтобы доставить в качестве вакцины. Ожидается, что вакцины с мРНК COVID-19 будут первыми, в которых используется эта технология, и будут одобрены FDA.

После десятилетия работы вакцины с мРНК теперь готовы к оценке. Врачи будут следить за невниманием