Две мРНК-вакцины против COVID-19 меняют правила игры

Nov 20 2020
В то время как коронавирус все еще бушует по всему миру, Moderna и Pfizer добились более чем 90-процентной эффективности в своих испытаниях мРНК-вакцины против COVID-19. Означает ли это, что конец пандемии близок?
Американская биотехнологическая компания Moderna объявила, что ее экспериментальная вакцина против COVID-19 имеет показатель эффективности 94,5% в ходе клинических испытаний фазы 3. STR/NurPhoto через Getty Images

Похоже, прорыв в медицине, который может спасти тысячи жизней и эффективно подавить самую смертоносную пандемию за более чем столетие, неизбежен. И все, что понадобилось, чтобы достичь этого — помимо неисчислимой боли и страданий миллионов людей во всем мире — это талант настоящей армии ученых, толчок в спину и хитрые маневры со стороны правительства США, хорошая идея, которая никуда не уйдут, а миллиарды и миллиарды и миллиарды долларов.

«Количество ресурсов, которые используются для этого, просто беспрецедентно», — говорит Джим Ричардсон, старший научный сотрудник Фармакопеи США , научной некоммерческой организации с 200-летней историей, которая устанавливает федеральные стандарты качества, среди прочего, для вакцин . «Миллиарды долларов никогда не использовались за такое короткое время для решения проблемы такого масштаба, даже с H1N1 и другими событиями, которые произошли за эти годы. Это действительно подстегнуло множество различных платформ, которые люди используют. работаю давно».

Десятки компаний, используя несколько различных научных методов, поглощали эти государственные доллары (а также немало частного капитала), чтобы создать вакцину, чтобы остановить коронавирус , ставший причиной пандемии. Это, безусловно, важная работа: вирус, вызывающий COVID-19, заразил (на момент публикации) более 56 миллионов человек в мире и убил более 1,3 миллиона человек . Только в США он стал причиной более 250 000 смертей .

В частности, две компании, пытающиеся создать вакцину против COVID-19, выделились среди конкурентов, применив смелый, еще не проверенный процесс.

На этот раз это может сработать.

Быстрое отслеживание вакцины

До того, как коронавирус, вызывающий COVID-19, поднял свою остроконечную голову в начале 2020 года, создание вакцин было кропотливым многолетним процессом. Вакцина против эпидемического паротита была выпущена в 1967 году, что считается самым быстрым внедрением в истории. Это заняло четыре года.

Вакцина от этого коронавируса (официально, коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 , или SARS-CoV-2) находится на пути гораздо быстрее по нескольким причинам.

Во- первых, ученые видели вирус, подобный этому, раньше: вспышка атипичной пневмонии в 2003 году заразила более 8000 человек во всем мире и убила почти 800 человек. Этот вирус SARS-CoV-2, как оказалось, на 80 процентов идентичен по генетическому материалу вирусу. в 2003 году. Все, что нужно исследователям на этот раз, — это увидеть, чем этот вирус отличается от предыдущего. Китайские ученые, обнаружившие вирус SARS-2 в январе, почти сразу нанесли на карту его геномы и предоставили всем желающим текстовый файл с полным набором ДНК .

Во-вторых , пара компаний, возглавляющих гонку за вакциной — Moderna , которая сотрудничает с Национальным институтом здравоохранения, и Pfizer , которая работает с немецкой фирмой BioNtech, — наконец, кажется, усовершенствовала некогда отвергнутую идею вакцины. вакцина против вируса. Новый метод изготовления вакцины (подробнее об этом ниже) просто намного быстрее, чем старый.

И три… ну эти миллиарды и миллиарды долларов точно зажгли огонь.

Доброволец в Голливуде, штат Флорида, получает вакцину от COVID-19 во время клинических испытаний вакцины фазы 3.

Новая вакцина и путь мРНК

Чтобы понять эти новые вакцины, вы должны понять старые. Традиционные вакцины обычно используют ослабленную (или аттенуированную ) форму вируса-нарушителя, чтобы подтолкнуть естественную способность человека бороться с болезнью. «Мертвый» вирус вводится в организм, иммунная система набирает обороты, чтобы бороться с ним, и когда настоящий вирус атакует, в лучшем случае наш организм готов к этому.

Moderna и Pfizer используют что-то другое, то, что называется синтетической информационной рибонуклеиновой кислотой — мРНК — вместо вируса, чтобы делать то же самое: заставить наш организм вырабатывать антитела для атаки и нейтрализации остроконечного коронавируса, прежде чем он зацепится за здоровые клетки и вызовет у нас заболевание. .

Блестящий? Конечно. Но потенциально это намного больше. Это меняет правила игры. Спасение жизни.

Вы, наверное, слышали о ДНК , этой молекуле с двойной спиралью, которая содержится в каждой клетке и содержит ваш уникальный генетический код. Но мРНК? Как следует из названия, это своего рода мессенджер. С сайта Модерна :

мРНК представляет собой одноцепочечную молекулу, которая переносит генетический код от ДНК в ядре клетки к рибосомам, механизму производства белка в клетке.

«Если ДНК — это большое руководство по эксплуатации клетки, — сказала NBC News Паула Кэннон , адъюнкт-профессор микробиологии Медицинской школы им. нужно и возьмите это в свою мастерскую».

Вакцины Pfizer и Moderna работают с технологией мРНК, которая отличается от традиционных вакцин. Эта диаграмма из Университета Вандербильта сравнивает их.

Вот как работает мРНК-вакцина:

  1. Ученые нацелены на «шипы» коронавируса — на самом деле это белки, — которые позволяют ему цепляться за здоровые клетки. (Кстати, он называется коронавирусом, потому что эти остроконечные выступы похожи на короны… что-то, что предполагает ореол, или корону. И COVID-19, кстати, тоже является сокращением от коронавирусной болезни 2019 года .)
  2. Синтетическая мРНК в новых вакцинах несет код этого остроконечного белка. Он вводится в здоровый организм, где принимает это сообщение и соединяется с рибосомами, производящими белок в клетках, для производства остроконечных белков. Это побуждает наши тела вырабатывать антитела для уничтожения этих странных белков, особенно когда они присоединяются к настоящему вторгшемуся коронавирусу.
  3. Без их шипов коронавирус не может жить и размножаться. Конец истории.

Преимуществ у метода мРНК много. С точки зрения бизнеса, дешевле произвести кучу нитей мРНК, чем вырастить кучу вирусов, убить их и построить вокруг них вакцину. Без всех этих трудоемких и съедающих время шагов, это также быстрее. С точки зрения здоровья мРНК, вероятно, менее опасна , чем заражение людей ослабленным или мертвым вирусом. И, что самое приятное, по последним данным , может быть более эффективным.

Недостатки... ну, они есть. Самый большой: Это никогда не делалось раньше. Технология мРНК, хотя она существует уже как минимум пару десятилетий, никогда не использовалась в вакцине. Это должно многое доказать.

мРНК - это один из типов РНК, обнаруженных в клетке. Он производится в ядре, а затем экспортируется в цитоплазму, где механизм трансляции связывается с этими молекулами мРНК и считывает код на мРНК, чтобы создать определенный белок.

Что ждет впереди

Тестирование на поздней стадии работы Moderna и Pfizer по состоянию на середину ноября 2020 года было чрезвычайно многообещающим. И мРНК-вакцины Pfizer, и Moderna доказали свою эффективность более чем на 90 процентов. Moderna, в которой приняли участие 30 000 взрослых участников из США , сообщила, что только пять из 95 случаев заболевания COVID-19 произошли среди вакцинированных — остальные 90 инфекций были из группы плацебо. Это соответствует коэффициенту эффективности 94,5%. Ни у одного из инфицированных пациентов, получивших вакцину, не развилась тяжелая форма COVID-19. Аналогичные результаты были получены компанией Pfizer в третьей фазе испытаний .

В ходе испытаний оказалось, что вакцины не просто защищают от COVID-19. Они показали, что они также могут снизить скорость заражения , не позволяя тем, у кого есть вирус, распространять его среди окружающих.

Ожидается, что обе компании подадут заявку на получение разрешения на использование в чрезвычайных ситуациях от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Если это будет разрешено, они нарастят производство вакцин. Миллионы доз могут быть доступны к концу 2020 года, и, если все пойдет правильно, к первой половине 2021 года может быть готово несколько миллиардов доз.

Препятствия остаются. Производство должно увеличиться до уровня, которого никогда прежде не было. (Большинство вакцин-кандидатов, находящихся в настоящее время на поздних стадиях испытаний, принимают две дозы, чтобы быть эффективными.) Транспортировка и хранение этих мРНК-вакцин должны быть улажены. МРНК-вакцину Pfizer необходимо хранить при температуре -94 градуса по Фаренгейту (-34 градуса по Цельсию), и она разлагается примерно через пять дней при температуре чуть выше нуля. Однако Moderna предположительно может храниться при температуре от 36 до 46 градусов по Фаренгейту (от 2 до 8 градусов по Цельсию) до 30 дней и оставаться стабильной при -4 градусах по Фаренгейту (-20 градусов по Цельсию) до шести месяцев. Определить, кто будет первым в очереди — какие страны, какие люди — во многих местах еще предстоит определить.

Тем временем другие компании активно занимаются исследованиями и разработками, используя мРНК и более традиционные методы для вывода вакцин на рынок. По данным The New York Times , около 54 вакцин проходят клинические испытания на людях, и по крайней мере 87 вакцин проходят доклинические испытания на животных.

«Теперь, когда у нас есть данные об эффективности, методы мРНК лидируют», — говорит Ричардсон. «Но есть много разных кандидатов. Вероятно, будет несколько вакцин, которые лицензированы и доступны для населения. Кто знает, какой будет ситуация через год? У нас может быть пять, шесть или более на выбор, как вакцины против гриппа. . И поскольку вам нужно так много, вам нужно несколько производителей».

Темп захватывал дух. Столкнувшись с одной из самых смертоносных вспышек болезни за многие жизни, правительство и частный сектор объединили усилия, чтобы найти возможный ответ в рекордно короткие сроки. И то, что мы узнали, может помочь нам справиться со следующим вирусом, который появится.

«Скорость, количество побочных эффектов разработки вакцины — биотехнология, знание того, как масштабироваться, координация с регулирующими органами, такими как FDA и другими организациями по всему миру — я думаю, что они окупятся в ближайшие годы», — говорит Ричардсон.

ВОТ ЭТО ИНТЕРЕСНО

Считается, что первая вакцина от оспы была разработана где-то около 1500 или 1600 года, хотя некоторые считают, что это было намного раньше. Китайцы, возможно, начали эту практику , взяв соскоб с язвы оспы и либо втирая зараженное вещество в руку, либо вдыхая его в ноздрю здорового человека.