Микробиологи, IT-специалисты, иммунологи и другие специалисты во всем мире сегодня решают очень непростую задачу: как создать универсальные, безопасные и эффективные препараты, причем это должно быть дешево, быстро и совершенно не сердито. Выход был найден совсем недавно. Это платформенные решения. Благодаря им уже изменился процесс создания новых вакцин. Специалисты предрекают данной технологии большое будущее.
Вакцинация, как известно, наиболее эффективный способ предотвратить распространение инфекционных заболеваний. Разработка готовых к использованию физических структур, которые можно использовать для создания вакцин против новых и старых инфекций, позволила значительно ускорить внедрение новых соответствующих сывороток. Такой подход получил название платформенного. Сейчас имеются четыре вида платформ: вирусные, бактериальные, рекомбинантные и платформы мРНК-вакцин. Они похожи, но у них разные точки отсчета. Вирусные платформы используют штаммы вирусов, рекомбинантные создают вектор («носителя» и «доставщика» нужной молекулы - вирус или липосому), бактериальные используют природные штаммы возбудителей, платформы мРНК-вакцин используют матричную рибонуклеиновую кислоту.
Бактериальная платформа
Боевое крещение она приняла в процессе разработки вакцины BabyHib против гемофильной инфекции. Ее создание заняло много времени, зато потом специалисты Петербургского НИИ вакцин и сывороток замахнулись на производство сразу нескольких вакцин.
BabyHib - конъюгированная вакцина. На ней опробовали все этапы:
- культивирование нужных бактерий,
- выделение полисахарида,
- конъюгацию,
- сбор активных фармацевтических субстанций,
- создание готового продукта.
Данная вакцина, как говорит руководитель департамента бактериальных вакцин Санкт-Петербургского НИИ вакцин и сывороток Андрей Белянкин, может стать компонентом уже локализованной пента-вакцины (вакцины против пяти инфекций, в том числе и гемофильной).
Следующий проект - пневмококковая вакцина. Применение ее у взрослых сможет защитить от пневмококковой инфекции также детей. Ведь взрослые носители могут передать патоген детям.
Сложность в том, что пневмококк - один из самых устойчивых антигенов. К тому же каждый из его штаммов (а их сейчас известно 104) действует по строго индивидуальному принципу. Создать 104-валентную вакцину невозможно, сообщает эксперт. Это значит перегрузить организм антигенами и усложнить производство. Единственный путь - периодически обновлять вакцинные штаммы, как это уже происходит у противогриппозной вакцины. Но делать это надо быстро. Что ж, платформа в помощь.
Вирусная платформа
Вирусная платформа используется для выделения и очистки вирусного белка, культивирования вирусов, подготовки субстрата для их культивации.
Флагман вирусной платформы - вакцина гриппозная инактивированная расщепленная. Она применяется уже 9 лет и преквалифицирована ВОЗ, то есть прошла оценку ВОЗ на соответствие стандартам качества, безопасности и эффективности. Иными словами, ВОЗ подтвердила, что препарат отвечает международным требованиям. Это повышает доверие к нему и упрощает закупку для национальных систем здравоохранения. После преквалификации препарат включается в перечень ВОЗ, что не только облегчает его закупку, но и ускоряет регистрацию в других странах.
На основе имеющегося опыта на этой платформе будут разрабатываться другие противовирусные препараты и ветеринарные вакцины, сообщает Андрей Белянкин.
Рекомбинантная платформа
Рекомбинантная платформа используется для создания вектора - носителя препарата, который доставляет его к соответствующей мишени.
Яркий пример - вакцина против SARS-CoV-2 Конвасэл. Вакцина показала свою эффективность даже при изменении штаммов вируса, что было подтверждено в клинических условиях. Чистый антиген и отсутствие нуклеиновых кислот минимизируют побочные эффекты, утверждает эксперт.
Преимущество такой платформы, что носителем могут быть взаимозаменяемые вирус или липосома.
Слияние платформ
Главным достижением платформенных решений Андрей Белянкин считает создание менингококковой вакцины. Здесь слились две платформы: бактериальная и рекомбинантная. В препарате содержатся антигены, защищающие от сразу нескольких серогрупп менингококка. В одном флаконе содержатся антигены на основе конъюгированных полисахаридов групп А, В, С, W, Y. Основной компонент, антиген штамма В, рекомбинантный.
Первая фаза клинических испытаний завершилась, результаты позволяют полагать, что вакцина будет эффективной, заявляет эксперт.
мРНК-вакцины
При создании таких вакцин платформа применяется для синтеза искусственной матричной рибонуклеиновой кислоты - мРНК. Это биологический полимер, который «конструируется» из отдельных компонентов. Для ее «сборки» надо, грубо говоря, иметь детали «конструктора». Это и химические реагенты, и ферменты, и специфическое оборудование для очистки РНК и контроля качества, и средства доставки мРНК в клетку. Платформа как раз данные компоненты и объединяет.
Попадая в клетки другого организма, мРНК может экспрессироваться и давать нужный белок. То есть, определив мишень, можно подобрать, какой антиген может вызвать специфический иммунный ответ. Данный принцип использовался, в частности, при разработке вакцин против коронавируса.
Преимущества по сравнению с другими типами вакцин:
- мРНК кодирует только целевой антиген.
- Нет потенциального риска инфицирования, как в случае с аттенуированным или инактиврованным патогеном.
- Генетическая информация мРНК реализуется только в цитозоле клетки (жидкой части цитоплазмы), поэтому вероятность встраивания мРНК в геном организма-хозяина крайне мала.
- мРНК вакцины способны индуцировать клеточный и гуморальный ответы, но не вызывают антивекторный иммунный ответ.
- Платформа мРНК-вакцин позволяет легко заменять целевой антиген, не меняя технологию производства, что важно при эпидемии.
Достоинства платформенного подхода
Платформенный подход позволяет:
- анализировать генетическую информацию и выбирать антигены;
- использовать штаммы, биореакторы и другое оборудование, уже проверенные при производстве других вакцин;
- разработать единый подход к оценке иммунного ответа и получить сравнимые результаты исследований;
- повторно использовать документацию, а также стратегию контроля качества оборудования и материалов.
Сейчас остро стоит проблема создания универсальных вакцин. Погоню за штаммами патогенов пора прекращать: они быстро изменяются, мы не успеваем. Всегда считалось, что без нейтрализующих антител нет вакцины. Оказалось, это не так. Речь идет о вакцинах, подключающий нативный иммунитет - самый первый иммунитет, который образуется у ребенка. Универсальные вакцины должны состоять из антигенов, которые активирует именно данный тип иммунитета, считает эксперт. И тогда мы будем бороться не с вирусом, не с возбудителем, а с болезнью.