'Uzbūstot' pašu poti. Mikrobioloģe atbild uz jautājumiem par omikronam pielāgotu vakcīnu

Būtībā šis ir jautājums par to, vai vīruss ir izmainījies pietiekami daudz, lai antivielas, kas organismā izstrādātas pēc pašreizējo vakcīnu saņemšanas, vairs neatpazītu un nespētu atvairīt mutējušo vīrusu.

Koronavīrusi cilvēka šūnas inficē, ar pīķa proteīniem piestiprinoties pie šūnu ACE-2 receptoriem. Visas mRNS Covid-19 vakcīnas darbojas, ar mRNS dodot instrukciju mūsu šūnām veidot nekaitīgu šī pīķa proteīna versiju. Pēc tam šie pīķa proteīni mudina mūsu organismu saražot pret tiem antivielas. Ja cilvēks pēc tam nonāk saskarsmē ar koronavīrusu, šīs antivielas sasaistās ar koronavīrusa pīķa proteīnu un tādējādi apgrūtina vīrusa spēju inficēt šūnas.

Omikrona paveida pīķa proteīnā ir jauna mutāciju kombinācija. Šīs izmaiņas potenciāli var graut dažu (bet droši vien ne visu) pašreiz lietoto vakcīnu rezultātā izstrādāto antivielu spēju piesaistīties vīrusa pīķa proteīnam. Ja tas notiek, tad vakcīnas var kļūt mazāk efektīvas un sliktāk pasargāt cilvēkus no inficēšanās ar omikrona paveidu un tā pārnēsāšanas.

Esošās mRNS tehnoloģiju vakcīnas, piemēram, "Moderna" un "Pfizer" izstrādātās, kodē jaunā koronavīrusa oriģinālā celma pīķa proteīnu. Jaunā vai modificētā vakcīnā mRNS instrukcijas kodētu omikrona paveida pīķa proteīnu.

Samainot oriģinālā pīķa proteīna ģenētisko kodu pret kodu no jaunā paveida, modificētā vakcīna liktu organismam saražot tādas antivielas, kas daudz efektīvāk piesaistītos omikrona paveida pīķa proteīniem un efektīvāk traucētu tam inficēt šūnas.

Tiem cilvēki, kas jau ir vakcinēti vai iepriekš izslimojuši Covid-19, visticamāk, pietiktu ar vienu balstvakcīnas devu, lai viņi būtu labi pasargāti ne tikai pret jauno paveidu, bet arī pret šobrīd cirkulācijā jau esošiem citiem vīrusa paveidiem. Ja omikrona paveids pārmāks deltu un kļūs par dominējošo paveidu, tad tiem, kas šobrīd vēl nav vakcinēti pret jauno koronavīrusu, būtu jāsaņem divas līdz trīs atjauninātās vakcīnas devas. Ja cirkulācijā plaši būs gan deltas, gan omikrona paveids, tad cilvēkiem, visticamāk, būs jāsaņem vakcīnu kombinācija – gan šobrīd lietošanā esošās, gan atjauninātās.

Lai atjauninātu mRNS vakcīnu, vajag divas sastāvdaļas – vīrusa jaunā paveida pīķa proteīna ģenētisko sekvenci un DNS šablonu, ko izmantot mRNS saražošanā.

Lielākajā daļā organismu DNS nodrošina instrukcijas mRNS ražošanai. Tā kā pētnieki jau ir publicējuši vīrusa omikrona paveida pīķa proteīna ģenētisko sekvenci, atliek vien izstrādāt DNS šablonu pīķa proteīnam, ko tad izmantot jaunajās vakcīnās iekļaujamā mRNS izstrādei.

Lai to paveiktu, pētnieki šīs DNS molekulas sajauc ar sintētiskiem enzīmiem un četriem RNS pamatelementiem – nukleotīdiem G, A, U un C (guanīnu, adenīnu, uracilu un citozīnu). Enzīmi no šīm DNS molekulām procesā, ko sauc par transkripciju, izveido mRNS kopijas. Ar šo metodi minūšu laikā var saražot vakcīnām nepieciešamās mRNS molekulas. Pēc tam zinātnieki tās ievieto lipīdu nanodaļiņās, kas palīdz šīs instrukcijas pasargāt, līdz tās pēc vakcīnas saņemšanas droši nogādātas šūnās.

Pietiek vien ar trim dienām, lai izgatavotu DNS šablonu, ko izmantot par pamatu jaunai mRNS vakcīnai. Pēc tam vajadzīga aptuveni nedēļa, lai saražotu gana daudz mRNS vakcīnu devu, lai varētu sākt izmēģinājumus laboratorijās, un pēc tam vajadzīgas vēl apmēram sešas nedēļas, lai veiktu pirmsklīniskos eksperimentus cilvēku šūnu kultūrās, lai pārliecinātos, ka modificētā vakcīna darbojas kā plānots.

Tādējādi 52 dienu laikā zinātnieki var izstrādāt atjauninātu mRNS vakcīnu, ko tad sākt ražot izmantošanai klīniskajos pētījumos. Klīniskie pētījumi prasītu vēl vismaz dažas nedēļas, un kopā viss process varētu atjauninātas vakcīnas izstrādei un izmēģināšanai varētu prasīt ap 100 dienām.
Kamēr vēl notiek klīniskie pētījumi, ražotāji jau varētu pakāpeniski pāriet uz jaunās vakcīnas ražošanu. Ideālajā scenārijā atjaunināto vakcīnu varētu sākt piegādāt uzreiz pēc klīniskās izpētes sekmīgas noslēgšanās un vakcīnas apstiprināšanas lietošanai.

Šobrīd nav skaidrs, cik daudz klīniskajos pētījumos iegūtu datu būtu nepieciešams, lai saņemtu Pārtikas un zāļu aģentūras apstiprinājumu un atļauju lietot atjauninātu Covid-19 vakcīnu. Taču – jaunajā vakcīnā visi komponenti būtu tie paši. Vienīgā atšķirība būtu dažas atsevišķas rindiņas ģenētiskajā kodā, kas pavisam nedaudz izmainītu saražotā pīķa proteīna formu. No drošuma perspektīvas raugoties, atjauninātā vakcīna faktiski ir identiska jau pārbaudītajām vakcīnām. Ņemot vērā šīs līdzības, iespējams, nebūs vajadzīgi tik plaši klīniskie pētījumi kā tas bija pirmās paaudzes Covid-19 vakcīnu gadījumā.

Kā minimums, atjaunināto vakcīnu klīniskajiem pētījumiem būtu jāapstiprina, ka šīs vakcīnas veicina antivielu izstrādāšanu līdzīgā apjomā kā oriģinālā vakcīna pret vīrusa sākotnējo paveidu, kā arī bēta un delta paveidiem. Ja šīs būs vienīgās prasības, tad pētnieki klīniskajos pētījumos iesaistītu tikai simtus, bet ne desmitus tūkstošu cilvēku, lai būtu pietiekami daudz dalībnieku nepieciešamo datu apkopošanai.

Viena būtiska lieta, ko uzsvērt – ja vakcīnu ražotāji izlems atjaunināt savas vakcīnas, lai tās būtu labāk pielāgotas omikrona paveidam, tā nebūs pirmā reize, kad kas tāds darīts.

Iepriekšējais paveids, B.1.351. (bēta), kas parādījās 2020. gada oktobrī, bija visai rezistents pret tobrīd izstrādātajām vakcīnām, lai būtu pietiekams pamatojums vakcīnu pielāgošanai. Ražotāji uz potenciālo apdraudējumu reaģēja ātri un izstrādāja atjauninātu mRNS vakcīnu, kā arī veica nepieciešamos klīniskos pētījumus. Par laimi šis paveids nekļuva par dominējošo paveidu. Taču – ja tā būtu noticis, vakcīnu ražotāji būtu gatavi piegādāt atjauninātu vakcīnas versiju.

Ja izrādīsies, ka omikrona paveids vai jebkurš no nākotnē iespējamajiem vīrusa paveidiem būs gana atšķirīgs, lai būtu pamats izstrādāt pielāgotu vakcīnu, ražotājiem ģenerālmēģinājums jau ir bijis, un tie būs gatavi šim izaicinājumam.

--

Šis raksts ir pārpublicēts no "The Conversation" saskaņā ar "Creative Commons" licenci. Visu rakstu oriģinālvalodā vari lasīt vietnē "The Conversation".

Raksta autore ir Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolas mikrobioloģijas profesroe Debora Fulere.