Diagnostyka, genomika i technologieSzczepienia i wakcynologia

Nowa platforma może umożliwić tworzenie szczepionek szybciej niż kiedykolwiek wcześniej

Przyspieszenie rozwoju szczepionek dzięki bakteryjnej platformie DNA

Naukowcy z UVA Health informują o obiecujących wynikach prac nad nową metodą opracowywania szczepionek, która może być znacznie szybsza, bardziej elastyczna i tańsza niż dotychczas stosowane technologie.

Dr Steven L. Zeichner, MD, PhD, z University of Virginia School of Medicine optymalizuje opracowaną przez siebie platformę rozwoju szczepionek, której celem jest radykalne skrócenie czasu potrzebnego do zaprojektowania i wdrożenia preparatów ratujących życie, szczególnie w czasie epidemii i pandemii chorób zakaźnych, takich jak COVID-19.

Według autora rozwiązanie to może okazać się nawet szybsze niż technologia mRNA, która sama w sobie stanowiła ogromny postęp w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Co istotne, nowa platforma może także przezwyciężyć kluczowe ograniczenia szczepionek mRNA, w tym konieczność przechowywania w bardzo niskich temperaturach. Oznacza to potencjalnie łatwiejszą dystrybucję szczepionek, również w regionach oddalonych, gdzie utrzymanie ciągłego łańcucha chłodniczego jest niemożliwe. Dodatkowo szczepionki mogłyby być wytwarzane w istniejących zakładach produkcyjnych na całym świecie, przy bardzo niskich kosztach jednostkowych.

„Obecnie dostępne technologie pozwalają na produkcję doskonałych, bezpiecznych i skutecznych szczepionek przeciwko wielu chorobom. Jednak ogromną korzyścią byłaby możliwość ich znacznie szybszego i tańszego wytwarzania oraz łatwiejszej dystrybucji. Staramy się opracować nowy sposób, czyli platformę, która umożliwi szybkie tworzenie szczepionek przeciwko zarówno istniejącym, jak i nowym chorobom zakaźnym zagrażającym ludziom i zwierzętom” – podkreśla Zeichner z Department of Pediatrics oraz Department of Microbiology, Immunology and Cancer Biology na UVA.

Jak zaznacza badacz, szczepionki tworzone w ramach tej platformy miałyby być bardzo łatwe i tanie w produkcji, możliwe do wytwarzania w istniejących fabrykach na całym świecie z wykorzystaniem powszechnie dostępnych surowców, a także stabilne w temperaturach standardowej lodówki. Dzięki temu ich dystrybucja byłaby znacznie prostsza. Co więcej, rozwiązanie to mogłoby znaleźć zastosowanie nie tylko w ochronie zdrowia ludzi, ale również zwierząt, wspierając rolników, konsumentów oraz ograniczając transmisję patogenów odzwierzęcych.

Dowód słuszności koncepcji

Platforma szczepionkowa została już zbudowana i poddana testom. Najnowsze badania zespołu Zeichnera stanowią dowód słuszności koncepcji, pokazując, że możliwe jest skuteczne wytwarzanie szczepionek o bardzo wysokiej immunogenności, czyli zdolności do wywoływania silnej odpowiedzi immunologicznej.

Co istotne, naukowcom udało się również znacząco zwiększyć immunogenność testowego antygenu szczepionkowego – w najlepszym wariancie nawet około ośmiokrotnie w porównaniu z pierwotną wersją szczepionki.

Mechanizm działania platformy

Nowe podejście polega na wstępnej identyfikacji fragmentu patogenu, który może stanowić odpowiedni cel szczepionkowy. Następnie projektowana jest szczepionka oparta na tym elemencie, z uwzględnieniem cech wzmacniających i modulujących odpowiedź immunologiczną organizmu człowieka lub zwierzęcia.

Po weryfikacji projektu – z wykorzystaniem oprogramowania AlphaFold do predykcji struktury białek – instrukcje są przesyłane do firmy zajmującej się syntezą DNA. Wytworzone DNA zawiera informację genetyczną umożliwiającą bakteriom produkcję antygenu szczepionkowego.

DNA to jest następnie umieszczane w niewielkiej kolistej strukturze, tzw. plazmidzie, który trafia do specjalnie dobranych bakterii. Po ich namnażaniu i inaktywacji powstaje gotowy preparat szczepionkowy. Proces ten jest znacznie prostszy niż technologie wykorzystywane do produkcji szczepionek mRNA oraz wielu innych nowoczesnych szczepionek.

Warto podkreślić, że podobne – choć znacznie bardziej prymitywne – inaktywowane szczepionki bakteryjne są stosowane od ponad 100 lat i nadal są produkowane na całym świecie, zarówno dla ludzi, jak i dla zwierząt.

Ochrona zdrowia i ograniczenie kosztów

Ze względu na bardzo niski koszt wytwarzania – potencjalnie znacznie poniżej 1 dolara za dawkę – szczepionki oparte na nowej platformie mogłyby być dostępne nawet dla krajów o bardzo ograniczonych zasobach finansowych. Dodatkowo ich stabilność i długi okres przydatności do użycia sprzyjałyby szybkiemu dostarczaniu preparatów ratujących życie do regionów odległych i słabiej rozwiniętych, szczególnie w czasie pandemii.

„Wiemy, że w czasie pandemii kluczowe jest, aby wszyscy mieli dostęp do szczepień. Po pierwsze dlatego, że chcemy chronić każdego, a po drugie dlatego, że nowe warianty chorób, odporne na istniejące szczepionki, pojawiają się przede wszystkim w populacjach nieobjętych ochroną, gdzie patogeny mogą swobodnie się rozprzestrzeniać. Ochrona całej populacji świata nie jest wyłącznie celem altruistycznym, ale także działaniem we własnym interesie” – zaznacza Zeichner.

Jak dodaje, szczepionki muszą być bezpieczne i skuteczne, ale równie istotna jest możliwość ich bardzo szybkiego opracowania w odpowiedzi na nowe zagrożenia. Choć rządy i instytucje międzynarodowe wskazują, że nowa szczepionka pandemiczna powinna powstać w ciągu 100 dni, autorzy platformy są przekonani, że dzięki ich rozwiązaniu możliwe byłoby przygotowanie kandydata do badań już w ciągu trzech tygodni.

Źródło: Vaccines, A Novel Bacterial Vaccine Platform Enables Rapid, Low-Cost, and Scalable Vaccine Development
DOI: http://dx.doi.org/10.3390/vaccines14010014

 

Mirosław Wójcik

Mirosław Wójcik - twórca i redaktor naczelny "Oddechu Życia" i koordynator grupy MedyczneMedia.pl, autor tekstów poświęconych eksperymentalnym terapiom, nowym lekom, tłumacz doniesień prasowych i artykułów zagranicznych. W latach 2007-2014 redaktor naczelny internetowego dziennika naukowego "BIOLOG". Członek Polskiego Towarzystwa Chorób Płuc, European Cystic Fibrosis Society, Polskiego Towarzystwa Alergologicznego (PTA). Prezes Fundacji Oddech Życia.

Powiązane artykuły

Back to top button
Secret Link