VIDEO | Cum se fac vaccinurile anti-Covid şi de ce este aşa greu

Sursa: Pixabay

Nouă vaccinuri împotriva covid-19 au fost deja aprobate într-o formă sau alta, multe altele aflându-se în diferite etape de pregătire. Este remarcabil că acest lucru s-a întâmplat în decurs de un an de când boala a ajuns în atenția lumii. Dar una este să proiectezi și să testezi vaccinurile şi alta să le faci la o scară suficientă pentru a genera miliarde de doze necesare în vaccinarea populației lumii; şi totul cu o viteză atât de mare încât rata de inoculare să poată depăși răspândirea și posibila mutație a virusului”, notează The Economist.

<< În linii mari, există două moduri de a face vaccinuri antivirale. Unul, încercat și de încredere, implică creșterea, în rezervoare numite bioreactoare, a culturilor de celule care acționează ca gazde pentru virusuri care sunt apoi folosiți într-un fel sau altul pentru a face vaccinul în cauză. Celulele crescute astfel pot fi de multe tipuri – de insecte, rinichi umani, rinichi de maimuță, ovar de hamster – la fel ca și vaccinurile rezultate. Acestea pot fi versiuni slăbite sau moarte ale virusului de care trebuie să ne protejăm, sau virusuri vii de un fel diferit și mai puțin periculoase, care poartă o genă sau două extrase din virusul țintă, sau chiar doar proteine ​​țintă-virale izolate. Ideea este că vaccinul ar trebui să intre în corp sau să determine corpul să facă ceva ce sistemul imunitar poate învăța să recunoască și să atace în caz că virusul țintă real îşi face la un moment dat apariţia.

Noutatea

Metoda alternativă, dezvoltată recent și utilizată la fabricarea vaccinurilor ARNM, cum ar fi cele ale Moderna și Pfizer, invenţie stimulată de pandemie, necesită cultivarea celulelor doar la începutul procesului. ARNM este substanța care conține instrucțiuni despre cum se fabrică o proteină din ADN-ul celulei în fabricile moleculare, cunoscute sub numele de ribozomi, care produc efectiv. În cazul covid-19, instrucțiunile în cauză generează proteina spike (vârf), care e află pe suprafețele particulelor de sars-cov-2, virusul care cauzează această boală. Ambalat și livrat în mod adecvat, un astfel de ARNM poate induce ca unele dintre celulele corpului inoculat să se transforme în vârf, pe care sistemul imunitar învață apoi să le recunoască. Prin urmare, pentru a face acest tip de vaccin trebuie generate o mulțime de ARNM relevante.

Acest proces începe într-adevăr cu celulele, deși sunt celule bacteriene, mai degrabă decât de animale. Dar nu se termină cu ele. Bacteriile utilizate, în mod normal o specie bine înțeleasă, numită E coli, au îmbinat în ele o versiune ADN a părții genomului sars-cov-2 care descrie vârful (ca în cazul multor virusuri, genele reale ale sars-cov-2 sunt făcute din ARN). Bacteriile sunt apoi lăsate să se înmulțească timp de câteva zile înainte de a fi deschise, ADN-ul lor filtrat, iar versiunile ADN ale genei spike extrase pe post de şablon ADN.

Odată purificat, acest șablon este amestecat cu o supă de enzime și molecule hrănite, numite nucleotide, „literele” chimice din care este compus ARN. Astfel alimentate, enzimele folosesc șabloanele pentru a scurge ARNM corespunzătoare, într-un număr uriaş. Acestea sunt extrase și ambalate în bule mici, grase pentru a forma vaccinul.

Atât abordarea culturii celulare, cât și abordarea ARNM au beneficii și dezavantaje. Prima are avantajul de a fi bine împământenită. Versiunile sale revin la originile vaccinării. Dar menținerea în viață și sănătatea celulelor animale cultivate este o treabă dificilă. Un întreg domeniu al bioingineriei este dedicat acestei sarcini. Producătorii de vaccinuri care se bazează pe culturi vii se luptă constant cu randamentele. Este dificilă utilizarea acestei metode pentru a face foarte mult vaccin şi rapid.

Astfel de dificultăți au fost invocate de Pascal Soriot, șeful AstraZeneca, la 26 ianuarie, pentru a justifica eșecul firmei de a furniza cantităţile de vaccin despre care Uniunea Europeană a susținut că-i fuseseră promise. AstraZeneca este o companie anglo-suedeză care, în colaborare cu Universitatea Oxford, a creat unul dintre primele vaccinuri care au fost aprobate.

Decolorând sticlele

Maximizarea randamentului unui bioreactor este atât artă cât şi știință. Contează sănătatea celulelor de la bază. La fel și condițiile de mediu de la locul de fabricație. Faptul că AstraZeneca nu a reușit să își îndeplinească propriile obiective de producție arată cât de greu este de prezis când va fi găsit echilibrul corect al biologiei. Compania spune că poate dura șase până la nouă luni pentru a porni un site de producție de la zero și că chiar și acest calendar este posibil doar lucrând cu parteneri experimentați și într-un ritm accelerat. În acest moment, AstraZeneca lucrează cu 25 de organizații producătoare din 15 țări pentru a-şi produce vaccinul.

Şi producerea de vaccinuri ARNM la scară pune probleme. Cea mai mare ţine de modul de a proteja moleculele mrna atât de mediul prin care trebuie să călătorească pentru a ajunge la brațul destinatarului lor, cât și de propriul corp al receptorului, care le va ataca în timp ce călătoresc spre ribozomi care le vor transcrie.

Protecția împotriva mediului depinde în principal de a avea frigidere amplasate strategic, aşadar, de existenţa a ceea ce se numeşte lanț de frig. În schimb, bulele grase intră în joc atunci când vine vorba de protecția împotriva corpului.

Înainte de pandemie, producția acestor bule era o industrie mică. O mică firmă austriacă, Polymun Scientific, este una dintre puținele care le pot face. Principala lor utilizare anterioară fusese în tratamentele de nișă pentru cancer. O extinderea producției lor, ceea ce se întâmplă chiar acum, nu a avut loc niciodată, fapt care adaugă o doză de incertitudine furnizării continue de vaccin ARNM.

Există și alte blocaje. În special acela că fabricile în care sunt produse vaccinurile trebuie construite la un standard ridicat, cunoscut sub numele de GMP, pentru „Bune practici de fabricație”. În prezent există un deficit de facilități GMP. Andrey Zarur, șeful GreenLight Biosciences, o firmă din Boston care dezvoltă un vaccin ARNM, spune că firma sa are angajați a căror singură slujbă, în prezent, este să stea pe telefoane încercând să găsească facilități GMP în care să își facă vaccinul. Nu există, însă, nimic disponibil. Prin urmare, el caută să cumpere firme ale căror candidați la vaccin s-au dovedit a nu funcționa, pur și simplu pentru a pune mâna pe facilitățile în cauză.

Aprovizionarea cu materii prime, cum ar fi nucleotidele, este de asemenea limitată. Potrivit doctorului Zarur, Thermo Fisher, o companie americană care furnizează produse chimice, a cheltuit 200 de milioane de dolari pe o nouă instalație din Lituania pentru fabricarea acestor molecule, deși firma însăși nu ar confirma acest lucru.

Pe lângă toate acestea, transportul și distribuția vaccinurilor, odată făcute, prezintă provocări suplimentare și potențialul al unor întârzieri. Vaccinurile trebuie depozitate în flacoane speciale din sticlă nereactivă. Unele, cum ar fi versiunea actuală a vaccinului ARNM de la Pfizer, trebuie, şi păstrate la temperaturi extrem de scăzute, deși această problemă ar putea dispărea în curând. Drew Weissman, unul dintre inventatorii tehnologiei vaccinului ARNM, spune că producătorii testează acum doze care sunt stabile timp de trei luni la menținute la 4 ° C.

Odată ce lanțurile de aprovizionare atât pentru cultura celulară, cât și pentru vaccinurile ARNM au fost extinse și blocajele îndepărtate, procesele de fabricație se pot confrunta cu un test diferit – cât de repede pot fi produse noi vaccinuri pentru a face față noilor variante virale, pe măsură ce acestea apar. Eficacitatea continuă a vaccinurilor aprobate împotriva acestor variante nu este garantată și poate fi necesar să se facă altele.

Aici, abordarea ARNM poate avea un avantaj. Sistemele sale de producție vor necesita o simplă modificare – introducerea la începutul unui șablon ADN care descrie proteina spike a noii variante. În schimb, sistemele de cultură celulară vor trebui reconstruite într-o oarecare măsură pentru fiecare nouă variantă.

Modele la scară

Producătorii, precum cei din China, care folosesc tehnici de cultură celulară mai vechi, vor trebui să-și recalibreze întreaga operațiune. Sistemele mai noi, cum ar fi cele de la AstraZeneca, care utilizează celule special concepute astfel încât să nu fie influențate de noua versiune a genei spike în virusurile pe care le transportă, ar trebui să o poată lua de la zero cu o nouă cultură cam într-o lună. Pentru sistemele ARNM, doctorii Weissman și Zarur spun că ar dura vreo două luni să treacă de la noua variantă la producția de vaccin pe scară largă. Dacă vor evolua variante rezistente la plaja actuală de vaccinuri, atunci această viteză și certitudine în realizarea de noi vaccinuri pentru a le combate vor fi esențiale. >>

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here