Istnieje już ponad 90 potencjalnych szczepionek przeciwko wirusowi SARS-CoV-2 na różnych etapach rozwoju; stale pojawiają się nowe. Wyłonienie najlepszych i najbezpieczniejszych nie będzie łatwym zadaniem.
Gdy do organizmu przedostaje się SARS-CoV-2, jego białkowe wypustki (spikes) łączą się z receptorami ACE-2 na powierzchni komórki. Pozwala to wnikać do wnętrza, gdzie wirusowe RNA uruchamia produkcję kolejnych kopii koronawirusa.
Wirus może jednak trafić na wyspecjalizowaną komórkę, tzw. ATC (komórkę prezentującą antygen), która go pochłonie, a wybrane fragmenty “zaprezentuje” pomocniczemu limfocytowi T. Limfocyt T pobudza limfocyty B do wytwarzania przeciwciał, które łączą się z wirusem i nie tylko uniemożliwiają mu zakażanie komórek, ale i są sygnałem dla komórek odpornościowych niszczących intruzów.
Wszystkie szczepionki mają za zadanie dostarczenie organizmowi antygenu, który nie spowoduje choroby, ale wywoła odpowiedź immunologiczną – sprawi, że organizm zwalczy wirusa w razie kontaktu z nim. Badanych jest co najmniej osiem sposobów stworzenia szczepionki – opierają się one na różnych wirusach lub ich częściach. W grę wchodzą całe inaktywowane lub osłabione wirusy, wektory wirusowe, same kwasy nukleinowe (DNA lub RNA) oraz białka.
Naukowcy próbują także uodparniania za pomocą szczepionek przeciwko polio czy gruźlicy, które miałyby podnosić ogólną odporność oraz genetycznej modyfikacji komórek odpornościowych.
W przypadku szczepionek zawierających wirusa, unieczynnia się groźnego, zakaźnego wirusa chemicznie (najczęściej za pomocą formaldehydu) lub termicznie albo hoduje na zwierzęcych lub ludzkich komórkach tak długo, aż przestanie być groźny. Można go też zmodyfikować genetycznie.
Jako wektor wirusowy wykorzystywany jest wirus odry lub adenowirus, który po genetycznej modyfikacji wytwarza białka typowe dla SARS-CoV-2, ale nie jest w stanie wywołać infekcji. Wektor wirusowy może być zdolny lub niezdolny do powielania. Tę drogę wybrało przynajmniej 25 zespołów.
Kolejnych 20 zespołów chce wykorzystać do wytworzenia odporności genetyczne instrukcje dotyczące białek koronawirusa zapisane w DNA lub RNA. Pod ich wpływem komórki wytwarzają białko (najczęściej białko wypustek wirusa), które pobudza układ odpornościowy. To bardzo bezpieczna metoda, ale dotąd nie zatwierdzono żadnej szczepionki, która by tak działała.
Najwięcej (29) szczepionek wykorzystuje podjednostki białkowe – białka wypustek (spikes) lub białko M – część tak zwanej domeny wiążącej receptor. Tego rodzaju szczepionkę opracowano przeciwko SARS i została sprawdzona na małpach, ale dotąd nie dopuszczono jej do stosowania u ludzi. Szczepionki oparte o białka wymagają dodatku pobudzających reakcję odpornościową adjuwantów i podawania wielu dawek.
Ostatni typ szczepionki, nad którym pracuje pięć zespołów, opiera się na strukturach przypominających wirusa (virus-like particle, VLP) – mają one jego białka otoczkowe, ale w środku brak jest materiału genetycznego. VLP wywołują silną reakcję immunologiczną, ale ich produkcja nie jest łatwa.
***
O nowym koronawirusie z Wuhan, powodującym śmiertelne zapalenie płuc, światowa opinia publiczna po raz pierwszy dowiedziała się niemal pięć miesięcy temu. Już w kilka godzin po ogłoszeniu sekwencji wirusa pojawiły się pierwsze, opracowane przez algorytmy sztucznej inteligencji projekty szczepionek. Teraz pracują nad nimi zespoły badawcze firm farmaceutycznych i uniwersytetów z całego świata – ponad 30 z USA, po kilkanaście z Chin, Europy oraz Australii i krajów azjatyckich. Według “Nature”, które podsumowało te prace, takich projektów jest w sumie ponad 90.
Wszystkie szczepionki mają za zadanie dostarczenie organizmowi antygenu, który nie spowoduje choroby, ale wywoła odpowiedź immunologiczną – sprawi, że organizm zwalczy wirusa w razie kontaktu z nim. Badanych jest co najmniej osiem sposobów stworzenia szczepionki – opierają się one na różnych wirusach lub ich częściach. W grę wchodzą całe inaktywowane lub osłabione wirusy, wektory wirusowe, same kwasy nukleinowe (DNA lub RNA) oraz białka. Naukowcy próbują także uodparniania za pomocą szczepionek przeciwko polio czy gruźlicy, które miałyby podnosić ogólną odporność oraz genetycznej modyfikacji komórek odpornościowych.
W przypadku co najmniej sześciu projektów dotyczących szczepionki ruszyły już kliniczne badania bezpieczeństwa z udziałem ludzi. Mają one ustalić, czy szczepionka nie szkodzi, jednak prawdziwym wyzwaniem będzie sprawdzenie, czy w ogóle działa. W normalnych okolicznościach polega to na podaniu tysiącom lub dziesiątkom tysięcy ludzi szczepionki – lub placebo – i obserwowaniu ich przez miesiące, jeśli nie lata. Jeśli szczepionka działa, z czasem pojawi się widoczna różnica dotycząca liczby zakażonych w przebiegu normalnego życia. Długotrwała obserwacja dużej liczby osób pozwala też wychwycić ewentualne problemy związane z bezpieczeństwem.
Ale w warunkach pandemii, gdy każdy dzień przynosi kolejne tysiące ofiar śmiertelnych, a miliardy ludzi nadal nie uległy zakażeniu, konieczne jest przyspieszenie i usprawnienie prac. Nawet wtedy jednak nie podaje się ludziom szczepionki – nie mając pewności, czy spowoduje ona więcej szkody, czy pożytku.
Na rzecz na rzecz przyspieszenia opracowania szczepionki i leków na Covid-19 działa m.in. Unia Europejska. By zebrać fundusze na wsparcie tego przedsięwzięcia, zorganizowano światowy maraton składania deklaracji wkładów finansowych (w jego trakcie Polska i kraje Grupy Wyszehradzkiej zdecydowały o przeznaczeniu dodatkowych 3 mln euro).
W tym miesiącu Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) w Genewie w Szwajcarii naszkicowała plany próby klinicznej, która pozwoli przetestować wiele szczepionek w ramach jednego badania.
“Będzie to wymagało poziomu koordynacji, który nigdy wcześniej tak naprawdę nie zaistniał, i [krótkiego – PAP] przedziału czasowego, którego nigdy nawet sobie nie wyobrażano” – mówi Mark Feinberg, prezes i dyrektor generalny International AIDS Vaccine Initiative (IAVI) w Nowym Jorku.
Proponowany przez WHO program Solidarity Vaccine Trial ma na celu przyspieszenie prac nad szczepionkami dzięki projektowi adaptacyjnemu, który umożliwia ciągłe dodawanie szczepionek do badania. Uczestnicy będą rejestrowani w sposób ciągły, zaś szczepionki, które nie wydają się działać, można będzie usunąć z testów.
Wciąż trzeba jednak ustalić szczegóły, takie jak sposób pomiaru skuteczności – oraz wskazać, która szczepionka powinna zostać przetestowana jako pierwsza. WHO powołała panel ekspertów, ale – jak zaznacza “Nature” – jest mało prawdopodobne, aby była to jedyna zajmująca się problemem organizacja.
US National Institutes of Health (NIH) w Bethesda w stanie Maryland ogłosiły w tym miesiącu partnerstwo z kilkunastoma firmami, którego celem jest koordynacja opracowywania leków i szczepionek przeciw koronawirusowi. Globalna fundacja Coalition of Epidemic Preparedness (CEPI) wspiera 9 różnych szczepionek i chce pozyskać 2 miliardy USD na badania skuteczności, produkcję i inne koszty.
Przy ustalaniu skuteczności szczepionki mogą być brane pod uwagę m.in. zdolność produkcyjna – oraz odpowiedź immunologiczna (pojawienie się w zaszczepionym organiźmie przeciwciał, typowych dla danego koronawirusa), wytwarzana podczas badań na zwierzętach i we wczesnej fazie badań na ludziach.
Wyzwaniem będzie określenie, w jaki sposób porównywać ze sobą różnego rodzaju szczepionki. WHO proponuje bezpośrednie porównanie, na co twórcy szczepionek mogą się nie zgodzić ze względów komercyjnych.
Jak jednak mówi mówi Charlie Weller, kierownik ds. szczepionek w biomedycznej organizacji charytatywnej Wellcome Trust (Londyn), możliwość porównania różnych szczepionek jest niezbędna, nawet jeśli wymaga to od twórców szczepionek odłożenia na bok ich krótkoterminowych interesów. “Pracują w ramach komercyjnych modeli biznesowych. W obecnej sytuacji to nie zadziała” – ocenił.
Oczekiwany globalny popyt na szczepionkę przeciwko COVID-19 może zwiększyć gotowość twórców do współpracy. “Potrzebujemy więcej niż jednej szczepionki” – zaznacza Marie-Paule Kieny, dyrektor do spraw badań Francuskiego Narodowego Instytutu Zdrowia i Badań Medycznych w Paryżu. – „Monopol jest zawsze bardzo zły i żadna ze szczepionek może nie mieć wystarczającej zdolności produkcyjnej”.
Jednym z czynników, który może zachęcić do współpracy, jest zmiana położenia geograficznego ognisk pandemii. „Wuhan byłoby świetnym miejscem, aby przeprowadzić testy skuteczności dwa miesiące temu” – ocenia Seth Berkley, dyrektor naczelny Gavi Vaccine Alliance w Genewie, organizacji która finansuje szczepienia w krajach o niskich i średnich dochodach. „Włochy – miesiąc temu” – dodaje. W rezultacie twórcy szczepionek mają motywację do przyłączania się do inicjatyw takich jak WHO lub NIH, ze względu na ich dostęp do infrastruktury badań klinicznych na całym świecie i możliwość dostarczenia szczepionek tam, gdzie występują przypadki koronawirusa.
Większość ekspertów uważa badania na dużych grupach ludzi za konieczne, by mieć pewność, że szczepionki są bezpieczne i skuteczne. Jednak niektórzy twórcy szczepionek badają możliwe alternatywy.
Jedną z przytaczanych przez “Nature” opcji jest poszukiwanie oznak, że szczepionka działa we wczesnych stadiach klinicznych z udziałem setek uczestników, a następnie uzyskanie od organów regulacyjnych pozwolenia na wdrożenie szczepionki zgodnie z zasadami „awaryjnego stosowania” w grupach wysokiego ryzyka, takich jak pracownicy służby zdrowia. Organy regulacyjne – jak US Food and Drug Administration – mogą zezwolić na stosowanie szczepionki w sytuacjach awaryjnych, a zbierane dodatkowe dane mogą posłużyć uzyskaniu licencji.
Jak wskazała Katherine O`Brien, która kieruje działem szczepień, szczepionek i badań biologicznych WHO, żadna szczepionka nigdy nie została wdrożona na podstawie przepisów o zastosowaniu doraźnym. Jeśli szczepionki koronawirusowe podążą tą ścieżką, organy regulacyjne będą dążyć do dodatkowego zapewnienia, że szczepionka jest bezpieczna. „Nie ma kompromisu w kwestii bezpieczeństwa” – dodaje O’Brien.
Niektórzy badacze sugerują jeszcze szybsze i bardziej radykalne metody: zamiast czekać na naturalne zakażenia, uczestników badania można by celowo infekować młodych, zdrowych ochotników. Takie postępowanie miało już miejsce podczas badań nad malarią i dengą. Berkley twierdzi, że próby prowokacyjne mogłyby zostać wykorzystane do szybkiego ustalenia, które szczepionki przejdą do prób na dużą skalę. Jednak bez skutecznego leku lub testu genetycznego który zidentyfikowałby nieliczne młode osoby, które mogą rozwinąć ciężką chorobę byłoby to zbyt ryzykowne.
Nauka w Polsce – PAP
Autor: Paweł Wernicki
Wspieraj niezależne wydawnictwo:
Podoba Ci się to co robimy? Wesprzyj projekt Magna Polonia!
