Cómo se está creando una vacuna contra el coronavirus y puede detener una pandemia

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 03:53

Inesperadamente, no es necesario acelerar el trabajo sobre la vacuna.

Decenas de empresas de biotecnología e instituciones científicas están compitiendo contra la pandemia para crear diferentes opciones de vacunas para el nuevo coronavirus SARS - CoV - 2. Estamos averiguando qué tecnologías se utilizan para desarrollarlos, cuánto tiempo pasará hasta que se pueda vacunar la vacuna COVID-19 y si la futura vacuna podrá detener la pandemia.

Cada vez que la humanidad se enfrenta a una nueva infección, comienzan tres razas simultáneamente: por un medicamento, un sistema de prueba y una vacuna. La semana pasada, el Centro Científico de Rospotrebnadzor comenzó a probar una vacuna contra el nuevo coronavirus, a probar una vacuna contra el coronavirus en animales y, en los Estados Unidos, comienza el ensayo clínico de los NIH de la vacuna en investigación para COVID-19. ¿Significa esto que la victoria sobre la epidemia está cerca?

Según la OMS, alrededor de 40 laboratorios de todo el mundo han anunciado el panorama BORRADOR de vacunas candidatas COVID-19: el 20 de marzo de 2020, están desarrollando vacunas contra el coronavirus. Y a pesar de que hay líderes claros entre ellos, por ejemplo, la empresa china CanSino Biologics, que recibió la VACUNA RECOMBINANTE NOVELA CORONAVIRUS (VECTOR ADENOVIRUS TIPO 5) APROBADA PARA ENSAYO CLÍNICO para ensayos en humanos, y la American Moderna, que ya tiene Las comenzó, - Ahora es difícil predecir cuál de las empresas ganará esta carrera y, lo que es más importante, si el desarrollo de vacunas superará la propagación del coronavirus. El éxito en esta carrera depende sobre todo de la elección del arma, es decir, del principio sobre el que se basa la vacuna.

Un virus muerto es un virus malo

En los libros de texto escolares, generalmente escriben que un patógeno muerto o debilitado se usa para las vacunas. Pero esta información está algo desactualizada. “Inactivadas (“matadas”. - Aprox. N + 1.) Y atenuadas (debilitadas. - Aprox. N + 1.) Las vacunas se inventaron e introdujeron a mediados del siglo pasado, y es difícil considerarlas modernas, - explica en una conversación con N +1 Olga Karpova, Jefa del Departamento de Virología, Facultad de Biología, Universidad Estatal Lomonosov de Moscú. - Es caro. Es difícil de transportar y almacenar, muchas vacunas llegan a los lugares donde se necesitan (si hablamos, por ejemplo, de África) en tal estado en el que ya no protegen a nadie”.

Además, no es seguro. Para obtener una dosis alta del virus "muerto", primero debe adquirir grandes cantidades de vivo, y esto aumenta los requisitos de equipo de laboratorio. Luego debe ser neutralizado; para esto usan, por ejemplo, ultravioleta o formalina.

Pero, ¿dónde está la garantía de que entre la multitud de partículas virales "muertas" no habrá más que puedan causar enfermedades?

Con un patógeno debilitado, es aún más difícil. Ahora, para debilitarse, el virus se ve obligado a mutar y luego se seleccionan las cepas menos agresivas. Pero esto produce un virus con nuevas propiedades y no todas se pueden predecir de antemano. Nuevamente, ¿dónde está la garantía de que, una vez dentro del cuerpo, el virus no continuará mutando y produciendo "descendencia" aún más "malvada" que el original?

Por lo tanto, tanto los virus "muertos" como los "no muertos" rara vez se utilizan en la actualidad. Por ejemplo, entre las vacunas modernas contra la influenza, los “patógenos atenuados” son minoría - Vacunas contra la influenza de próxima generación: las oportunidades y los desafíos son minoría - solo 2 de las 18 vacunas aprobadas en Europa y Estados Unidos para 2020 están preparadas. De más de 40 proyectos de vacunas contra el coronavirus, solo uno está organizado de acuerdo con este principio: el Instituto Indio del Suero está involucrado en él.

Dividir y vacunar

Es mucho más seguro introducir el sistema inmunológico no en todo el virus, sino en una parte separada del mismo. Para hacer esto, debe seleccionar una proteína mediante la cual la "policía interna" de una persona podrá reconocer con precisión el virus. Como regla general, esta es una proteína de superficie, con la ayuda de la cual el patógeno penetra en las células. Luego, necesita obtener un cultivo celular para producir esta proteína a escala industrial. Esto se hace con la ayuda de la ingeniería genética, razón por la cual estas proteínas se denominan modificadas genéticamente o recombinantes.

“Creo que las vacunas deben ser recombinantes y nada más”, dice Karpova. - Además, estas deben ser vacunas en portadores, es decir, las proteínas del virus deben estar en algún tipo de portador. El hecho es que por sí mismas (proteínas) no son inmunogénicas. Si se utilizan proteínas de bajo peso molecular como vacuna, no desarrollarán inmunidad, el cuerpo no reaccionará a ellas, por lo que las partículas portadoras son absolutamente necesarias.

Como tal portador, los investigadores de la Universidad Estatal de Moscú proponen utilizar el virus del mosaico del tabaco. Virus del mosaico del tabaco - "Wikipedia" (este, por cierto, es el primer virus descubierto por humanos). Por lo general, parece un palo delgado, pero cuando se calienta, toma la forma de una bola. "Es estable, tiene propiedades de adsorción únicas, atrae proteínas", dice Karpova. "En su superficie, se pueden colocar pequeñas proteínas, los mismos antígenos". Si cubre el virus del mosaico del tabaco con proteínas de coronavirus, entonces para el cuerpo se convierte en una imitación de la partícula viral SARS - CoV - 2. “El virus del mosaico del tabaco”, señala Karpova, “es un inmunoestimulante eficaz para el cuerpo. Al mismo tiempo, dado que los virus de las plantas no pueden infectar a los animales, incluidos los humanos, fabricamos un producto absolutamente seguro ".

La seguridad de varios métodos asociados con proteínas recombinantes los ha convertido en los más populares: al menos una docena de empresas están tratando de obtener dicha proteína para el coronavirus. Además, muchos usan otros virus portadores, por ejemplo, vectores adenovirales o incluso virus vivos modificados del sarampión y la viruela que infectan células humanas y se multiplican allí junto con las proteínas del coronavirus. Sin embargo, estos métodos no son los más rápidos, porque es necesario establecer la producción en línea de proteínas y virus en cultivos celulares.

Genes desnudos

El paso de producción de proteínas en el cultivo celular puede acortarse y acelerarse haciendo que las células del cuerpo produzcan proteínas virales por sí mismas. Las vacunas de terapia génica funcionan de acuerdo con este principio: el material genético "desnudo" (ADN o ARN viral) se puede insertar en las células humanas. El ADN generalmente se inyecta en las células mediante electroporación, es decir, junto con la inyección, una persona recibe una descarga ligera, como resultado, la permeabilidad de las membranas celulares aumenta y las hebras de ADN ingresan. El ARN se administra mediante vesículas lipídicas. De una forma u otra, las células comienzan a producir proteínas virales y se lo demuestran al sistema inmunológico, y desarrolla una respuesta inmunitaria incluso en ausencia de un virus.

Este método es bastante nuevo, no hay vacunas en el mundo que funcionen con este principio.

Sin embargo, según la OMS, siete empresas a la vez están intentando hacer una vacuna contra el coronavirus basada en él. Este es el camino tomado por Moderna Therapeutics, el líder estadounidense en la carrera de las vacunas. También fue elegido para ellos mismos por tres participantes más en la carrera de Rusia: el Centro Científico de Vector en Novosibirsk (según Rospotrebnadzor, prueba hasta seis diseños de vacunas al mismo tiempo, y uno de ellos está basado en ARN), Biocad y el Centro Científico y Clínico de Medicina de Precisión y regenerativa precio Kazan.

“En principio, no es tan difícil crear una vacuna”, dice Albert Rizvanov, director del Centro, profesor del Departamento de Genética del Instituto de Medicina y Biología Fundamental de la Universidad Federal de Kazán. "Las vacunas de terapia génica son las más rápidas en términos de desarrollo, porque es suficiente para crear una construcción genética". La vacuna, en la que se está trabajando en el Centro, debería dispararse a varios objetivos a la vez: una hebra de ADN con varios genes virales se inyecta en las células al mismo tiempo. Como resultado, las células producirán no una proteína viral, sino varias a la vez.

Además, según Rizvanov, las vacunas de ADN pueden ser más baratas que otras en producción. “Somos esencialmente como Space X”, bromea el científico. - El desarrollo de nuestro prototipo cuesta solo unos pocos millones de rublos. Sin embargo, la creación de prototipos es solo la punta del iceberg y la prueba con un virus vivo es un orden completamente diferente.

Vicisitudes y trucos

Una vez que las vacunas se transforman de desarrollos teóricos en objetos de investigación, los obstáculos y restricciones comienzan a crecer como hongos. Y la financiación es solo uno de los problemas. Según Karpova, la Universidad Estatal de Moscú ya tiene una muestra de la vacuna, pero las pruebas adicionales requerirán la cooperación con otras organizaciones. En el siguiente paso, planean probar la seguridad y la inmunogenicidad, y esto se puede hacer dentro de las paredes de la universidad. Pero tan pronto como necesite evaluar la efectividad de la vacuna, tendrá que trabajar con el patógeno, y esto está prohibido en la institución educativa.

Además, se requerirán animales especiales. El hecho es que los ratones de laboratorio ordinarios no se enferman con todos los virus humanos, y la imagen de la enfermedad también puede ser muy diferente. Por lo tanto, las vacunas a menudo se prueban en hurones. Si el objetivo es trabajar con ratones, entonces se necesitan ratones modificados genéticamente, que transportan en sus células exactamente los mismos receptores a los que se "adhiere" el coronavirus en el cuerpo del paciente. Estos ratones no son baratos Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT (decenas o veinte mil dólares por línea). Es cierto que a veces puede ahorrar dinero, comprar solo unos pocos individuos y criarlos en el laboratorio, pero esto alarga la etapa de prueba preclínica.

Y si todavía somos capaces de resolver el problema de la financiación, el tiempo sigue siendo una dificultad insuperable. Según Rizvanov, las vacunas suelen tardar meses y años en desarrollarse. “Rara vez menos de un año, generalmente más”, dice. La directora de la Agencia Federal Biomédica (están desarrollando una vacuna basada en una proteína recombinante) Veronika Skvortsova sugirió que la FMBA de Rusia recibirá los primeros resultados de las pruebas de prototipos de una vacuna contra el coronavirus en junio de 2020, en la que puede aparecer una vacuna terminada. 11 meses.

Hay varias etapas en las que se puede acelerar el proceso. El más obvio es el desarrollo. La empresa estadounidense Moderna ha tomado la iniciativa porque lleva mucho tiempo desarrollando vacunas de ARNm. Y para hacer otro, tenían suficiente del genoma decodificado del nuevo virus. Los equipos rusos de Moscú y Kazán también han estado trabajando en su tecnología durante varios años y confían en los resultados de las pruebas de sus vacunas anteriores contra otras enfermedades.

Lo ideal sería una plataforma que le permita crear rápidamente una nueva vacuna a partir de una plantilla. Investigadores de la Universidad Estatal de Moscú están tramando tales planes.

“En la superficie de nuestra partícula”, dice Karpova, “podemos colocar las proteínas de varios virus y proteger simultáneamente contra COVID-19, SARS y MERS. Incluso pensamos que podemos prevenir este tipo de brotes en el futuro. Hay 39 coronavirus, algunos de ellos están cerca de los coronavirus humanos, y está completamente claro qué es superar la barrera de las especies ("saltar" un virus de los murciélagos a los humanos. - Nota N + 1). Pero si hay una vacuna como Lego, podemos ponerle la proteína de algún virus que se originó en alguna parte. Haremos esto dentro de dos meses: reemplazaremos o agregaremos estas proteínas. Si una vacuna de este tipo hubiera estado disponible en diciembre de 2019 y las personas hubieran sido vacunadas al menos en China, esto no se habría extendido más ".

La siguiente etapa son las pruebas preclínicas, es decir, el trabajo con animales de laboratorio. No es el proceso más largo, pero se puede ganar a su costa cuando se combina con ensayos clínicos en humanos. Moderna hizo precisamente eso: la empresa se limitó a realizar un rápido control de seguridad y se dedicó directamente a la investigación en seres humanos. Sin embargo, vale la pena recordar que el medicamento que está probando es uno de los más seguros. Dado que Moderna no usa virus o proteínas recombinantes, hay muy pocas posibilidades de que los voluntarios tengan efectos secundarios: el sistema inmunológico simplemente no tiene nada a lo que reaccionar agresivamente. Lo peor que puede pasar es que la vacuna sea ineficaz. Pero esto queda por verificar.

Pero la producción de vacunas, aparentemente, no es una etapa limitante. “Esto no es más complicado que la producción biotecnológica habitual de proteínas recombinantes”, explica Rizvanov. Según él, la planta puede producir un millón de dosis de dicha vacuna en cuestión de meses. Olga Karpova da una estimación similar: tres meses por un millón de dosis.

¿Necesitas una vacuna?

Si vale la pena reducir los ensayos clínicos es un punto discutible. Primero, es un proceso lento en sí mismo. En muchos casos, la vacuna debe administrarse en varias etapas: si el virus no se multiplica por sí mismo dentro del cuerpo, entonces se elimina rápidamente y su concentración es insuficiente. respuesta. Por lo tanto, incluso una simple prueba de efectividad tomará al menos varios meses, y los médicos monitorearán la seguridad de la vacuna para la salud de los voluntarios durante todo un año.

En segundo lugar, COVID-19 es el caso en el que acelerar los ensayos en humanos parece poco práctico para muchos.

En la actualidad, la mortalidad por la enfermedad se estima en un pequeño porcentaje, y es probable que este valor se reduzca aún más tan pronto como quede claro cuántas personas han padecido la enfermedad de forma asintomática. Pero la vacuna, si se inventa ahora, tendrá que administrarse a millones de personas, e incluso los efectos secundarios pequeños pueden resultar en una cantidad de enfermedades y muertes comparables a la infección en sí. Y el nuevo coronavirus está lejos de ser lo suficientemente "enojado" como para, en palabras de Rizvanov, "dejar de lado por completo todas las consideraciones de seguridad". El científico cree que en la situación actual, la cuarentena es la más efectiva.

Sin embargo, según Karpova, no existe una necesidad urgente de una vacuna en un futuro próximo. “No es necesario vacunar a las personas durante una pandemia, esto no se ajusta a las reglas de la epidemia”, explica.

Galina Kozhevnikova, jefa del Departamento de Enfermedades Infecciosas de la Universidad RUDN, está de acuerdo con ella. “Durante una epidemia, no se recomienda ninguna vacuna, ni siquiera una de rutina, que está incluida en el calendario de vacunación. Porque no hay garantía de que una persona no esté en el período de incubación, y si se aplica una vacuna en este momento, es posible que se produzcan eventos adversos y una reducción de la eficacia de la vacunación”, dijo Kozhevnikova, respondiendo a la pregunta N + 1.

Hay casos, agregó, en los que es necesaria una vacuna de emergencia por razones de salud, en una situación de vida o muerte. Por ejemplo, durante el brote de ántrax en Sverdlovsk en 1979, todos fueron vacunados, miles de personas fueron vacunadas con urgencia, y en 1959 en Moscú durante un brote de viruela traído por Kokorekin, Alexei Alekseevich - "Wikipedia" de la India por el artista Alexei Kokorekin.

“Pero el coronavirus no es en absoluto una historia así. Por lo que está sucediendo, vemos que esta epidemia se desarrolla de acuerdo con las leyes clásicas de la enfermedad respiratoria aguda”, dice Kozhevnikova.

Por lo tanto, los desarrolladores de vacunas siempre se encuentran en una situación incómoda. Mientras no haya virus, es casi imposible crear una vacuna. Tan pronto como apareció el virus, resulta que debería haberse hecho anteayer. Y cuando retrocede, los fabricantes pierden a sus clientes.

Sin embargo, se debe administrar una vacuna. Esto no ha sucedido durante brotes anteriores de infecciones por coronavirus: tanto el MERS como el SARS terminaron demasiado rápido y la investigación perdió fondos. Pero si no ha habido casos de SARS en el mundo desde 2004, entonces el último caso de MERS se remonta a 2019, y nadie puede garantizar que el brote no vuelva a ocurrir. Además, una vacuna contra infecciones previas podría proporcionar una plataforma estratégica para el desarrollo de futuras vacunas.

Karpova señala que incluso después de que este brote de COVID-19 se desvanezca, es posible otro brote. Y en este caso, el estado debería tener una vacuna lista.“Este no es el tipo de vacuna con la que se vacunará a todas las personas como la gripe”, dice. "Pero en una emergencia con un nuevo brote, el estado debería tener una vacuna de este tipo, así como un sistema de prueba".

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