Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Badania nad szczepionkami przeciwko COVID-19 – zasady działania preparatów RNA i wektorowyc

Już dawno stało się jasne, że aby opanować pandemię, niezbędne będzie uodpornienie jak największej części populacji przed zakażeniem. Dlatego niezwłocznie po opublikowaniu sekwencji genetycznej koronawirusa SARS-CoV-2 (dostępnej w bazie NCBI pod numerem NC_045512.2) rozpoczęły się badania nad szczepionką.

 

 

Jak dotąd Europejska Agencja Leków (EMA) dopuściła do stosowania na terenie Unii Europejskiej cztery preparaty, które można podzielić na:

* szczepionki RNA w lipidowym nośniku – tj. szczepionka oferowana przez Pfizer-BioNTech oraz szczepionka firmy Moderna,

* szczepionki bazujące na wektorze wirusowym – tj. szczepionka firmy AstraZeneca oraz szczepionka Johnson & Johnson.

 

Niekrólewska korona

SARS-CoV-2 należy do rodzaju koronawirusów (CoV), które stanowią jedną z największych grup wirusów należącą do rzędu Nidovirales, podrzędu Cornidovirineae oraz rodziny Coronaviridae. Koronawirusy to otoczone ikozaedrycznie symetryczne cząstki, o średnicy ok. 80-220 nm, zawierające niesegmentowany, jednoniciowy genom RNA o symetrii helikalnej i polarności dodatniej zamknięty w osłonce. Corona po łacinie oznacza koronę, a tę nazwę przypisano wirusowi ze względu na występowanie kolców z otoczki wirusa, które nadają jej kształt korony pod mikroskopem elektronowym. Białko kolca wirusa SARS-CoV-2 odgrywa kluczową rolę w rozpoznawaniu receptorów i procesie fuzji błon komórkowych, innymi słowy stanowi „klucz” do wejścia do komórek człowieka, umożliwiając ich zakażenie przez materiał genetyczny wirusa, który był wcześniej chroniony otoczką. Rola białka kolca w wiązaniu receptora i fuzji z błoną sprawia, że stanowi ono atrakcyjny antygen szczepionkowy.

 

Zasada działania szczepionek RNA

Szczepionki RNA oferowane przez Pfizer-BioNTech oraz Moderna zawierają mRNA z instrukcją do wytworzenia pełnej glikoproteiny kolca SARS-CoV-2, czyli nie posiadają materiału genetycznego wywołującego chorobę. Przy czym mRNA jest zasadniczo niestabilną cząsteczką, która po wstrzyknięciu bezpośrednio do organizmu ludzkiego zostałaby pocięta przez obecne w ciele enzymy. Aby temu zapobiec, mRNA zostało osłonięte lipidowym pęcherzykiem. Z kolei ochronę przed rozkładem mRNA w temperaturze pokojowej zawartej w szczepionce zapewnia głębokie mrożenie. Na stronie producenta wskazano, że szczepionka Pfizer-BioNTech może być przechowywana w ultraniskiej temperaturze do 6 miesięcy albo do 30 dni w suchym lodzie, przy uzupełnianiu go co każde 5 dni. Po rozmrożeniu szczepionkę można przechowywać przez 5 dni w lodówce w temperaturze 2-8°C.

Zasada działania szczepionki jest następująca: po wstrzyknięciu cząstki szczepionki (tj. mRNA zapakowanego w lipidowe pęcherzyki) odnajdują komórki. Następnie lipidowe pęcherzyki cząstek szczepionki łączą się z błoną komórkową komórki, uwalniając mRNA do wnętrza komórki. Nasze komórki odczytują instrukcje zawarte w tym mRNA i „budują” same białka kolca koronawirusa, które są następnie prezentowane komórkom układu odpornościowego w celu wytworzenia przeciwciał. Długość „życia” takiego mRNA w komórce jest dość krótka i po wykonaniu swojej roli (tj. zleceniu wytworzenia białka) ulega zniszczeniu.

 

Zasada działania szczepionek opartych na wektorze wirusowym

Mechanizm działania szczepionek wektorowych również opiera się o białko kolca koronawirusa. Natomiast różnica leży w sposobie wprowadzenia informacji o białku tego kolca do komórek ludzkich. Na przykład szczepionka Oxford-AstraZeneca, w przeciwieństwie do szczepionek Pfizer-BioNTech i Moderna, które przechowują instrukcje w jednoniciowym RNA, wykorzystuje dwuniciowy DNA. Materiał genetyczny, kodujący białko kolca koronawirusa, został doczepiony do innego wirusa stanowiącego wektor wirusowy, którym jest adenowirus. Adenowirusy to powszechne DNA wirusy, które zazwyczaj powodują przeziębienia lub objawy grypopodobne. Są znanymi i od lat testowanymi wektorami szczepionkowymi, których atrakcyjność wynika z indukcji wrodzonej i adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej u gospodarzy. W szczepionce wyprodukowanej przez AstraZeneca jako wirusowy wektor wykorzystano wersję adenowirusa szympansa, znanego ChAdOx1, który jest upośledzony pod kątem replikacji, czyli może wnikać do komórek, ale nie może się w nich powielać.

Szczepionka firmy Johnson & Johnson również opiera się na podobnej technologii bazującej na wektorach adenowirusowych, z tym że wektor stanowi adenowirus typu 26 (Ad26) o niekompetentnej replikacji, który wykazuje się akceptowalnym profilem bezpieczeństwa u ludzi i jest w stanie indukować przeciwciała neutralizujące i wiążące, odpowiedzi komórek T CD4, CD8 i Th1 oraz kompleksową odpowiedź immunologiczną u zwierząt i ludzi. Ze względu na powyższe, a także na dostępność uprzemysłowionych i skalowalnych procesów produkcyjnych Ad26 stanowi atrakcyjną platformę do opracowywania szczepionek.

Z dostępnych badań klinicznych wynika, że szczepionki oparte o mRNA (Pfizer-BioNTech, Moderna) charakteryzują się wyższą skutecznością niż szczepionki wektorowe. Natomiast szczepionki Johnson & Johnson oraz AstraZeneca są jak dotąd najłatwiejsze w transporcie – można je przechowywać do 6 miesięcy w normalnej temperaturze lodówki.

Dr Magdalena Jezierska-Zięba – rzecznik patentowy, partner w KONDRAT i Partnerzy (z lewej) 

Małgorzata Gizińska – rzecznik patentowy w KONDRAT i Partnerzy (z prawej)

KOMENTARZE
news

<Sierpień 2021>

pnwtśrczptsbnd
26
27
28
Pomiar pH próbek farmaceutycznych
2021-07-28 do 2021-09-29
29
30
31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
5
Newsletter