Революция в разработке вакцин — но всем ли она будет доступна?

Манипулируя «инструкциями», которые управляют функциями клеток в нашем организме, мы скоро сможем бороться со многими болезнями, включая вспышку нового коронавируса. Однако в худшем сценарии такие инновации принесут пользу только богатым.

Недавно сообщалось, что вакцина против нового коронавируса может быть готова к испытаниям на животных в течение месяца, а на людях — в течение трёх месяцев. Этот процесс обычно занимает несколько лет, но инновационная технология вакцин может сделать это с рекордной скоростью.

Новая технология использует мРНК (матричную РНК), которая несёт нуклеиновые кислоты — химические «строительные блоки» жизни. Матричная РНК действует как «рабочая копия» генов (состоящих из ДНК), которую наш организм должен прочитать, чтобы создать белки, контролирующие жизненные процессы в наших клетках. РНК представляет собой семейство молекул, структурно схожих с ДНК.

Исследования мРНК ведутся на предельной скорости, но в основном находятся в руках небольшого числа частных фармацевтических компаний. Это проблематично с точки зрения общественного здравоохранения.

Чрезвычайно дорого

Как и в случае с существующими лекарствами, содержащими другие формы РНК, вакцины и препараты на основе мРНК могут быть чрезвычайно дорогими в производстве.

Если все, включая самых бедных в обществе, собираются участвовать в революции в здравоохранении, обещанной технологией мРНК, исследования должны проводиться во всех секторах и не должны ограничиваться частным предпринимательством.

Но для этого потребуются инвестиции государственного сектора, как в Норвегии, так и во всём мире.

Большой потенциал для улучшения

Давайте проясним. Используемые сегодня вакцины представляют собой прочную основу для глобального здравоохранения.

Разработка традиционной противовирусной вакцины обычно начинается с выделения целого вируса или его частей, который затем делают более или менее неактивным. Его вводят в организм, чтобы стимулировать необходимый иммунный ответ.

Эта стратегия работает с конца XVIII века, когда была разработана первая вакцина против оспы.

Но с тех пор многое произошло. По данным частного фонда, созданного Биллом и Мелиндой Гейтс для поддержки разработки вакцин, вакцины спасли жизни 122 миллионов детей в период с 1990 по 2017 год.

Тем не менее, остаётся большой потенциал для улучшения.

Прощайте, аллергические реакции

Современные подходы к разработке вакцин — это сложные процессы, характеризующиеся большой неопределённостью и большим объёмом тестирования, что требует времени.

Более того, вирусы, используемые в вакцинах, должны быть разработаны для достижения точно соответствующего уровня вирулентности, стимулирующего желаемый иммунный ответ. Если стимуляция слишком слабая, вакцина не подействует. Если она слишком сильная, реципиент заболеет.

Многие из наших нынешних вакцин также содержат следы соединения формалина, которое в редких случаях вызывает аллергические реакции. Но формалин можно исключить, если использовать вакцины на основе мРНК.

В чём же секрет?

Инструкция для клеток нашего организма

Матричная РНК по сути является «инструкцией», которую наши клетки используют для создания белков. Белки необходимы для усвоения и переработки питательных веществ в нашем организме, а также для расщепления вредных веществ и обновления тела.

Большинство распространённых лекарств действуют, изменяя функции белков. Однако эти изменения часто неточны и имеют побочные эффекты, которые могут быть как незначительными, так и опасными для жизни.

Матричная РНК состоит из четырёх нуклеиновых компонентов, обозначаемых буквами A, U, C и G. Конфигурация этих компонентов считывается клетками, как инструкции в кулинарном рецепте. Если инструкции мРНК не могут быть считаны, её сообщение не подействует и побочные эффекты не разовьются. Но если сообщение считано правильно, организм создаст именно те белки, которые ему нужны, — ни больше, ни меньше, в нужное время и в нужном месте.

Вакцины и другие лекарства, основанные на этом процессе, открывают дверь в удивительные возможности.

Кодирующие белок фрагменты вируса, упакованные в синтетические молекулы

Как только генетический состав нового вируса будет картирован, мы можем закодировать его ключевые фрагменты в синтетическую молекулу мРНК и доставить её в организм в качестве вакцины.

Организм использует инструкции в вакцине для создания нового белка. Иммунная система реагирует, но её защитная реакция развивается без риска заражения. Таким образом, организм готовится к борьбе с вирусом, когда тот появляется.

Таким образом, задача, с которой мы сталкиваемся, двойная. Во-первых, производство и управление мРНК — это сложный процесс. Во-вторых, оказалось трудно доставить генетические «рабочие копии» неповреждёнными в те места внутри наших клеток, где они больше всего нужны. Однако учёные преодолели эти проблемы, упаковывая молекулы мРНК в липидные нанокапсулы, открыв путь для лечения целого ряда заболеваний.

Борьба с раком

Список потенциальных применений варьируется от лекарств для борьбы с раком, наследственными генетическими нарушениями и неврологическими заболеваниями до вакцин против инфекций.

В SINTEF мы работаем над использованием наночастиц мРНК для лечения так называемого тройного негативного рака молочной железы, который является одной из самых смертоносных форм этого заболевания. Эта работа является частью проекта EXPERT, финансируемого ЕС на сумму 150 млн норвежских крон.

В наночастичных решениях такого типа фрагмент мРНК можно легко заменить без изменения распределения препарата в организме. Таким образом, когда мы получаем новые данные о конкретном заболевании, путь к эффективному лекарственному лечению может быть коротким.

Участие государственного сектора

Обратная сторона этой истории — высокие затраты, связанные с лечением препаратами РНК, и в этом заключается проблема. Консолидировав глобальные государственные инвестиции в исследования в этой области, можно предотвратить монополизацию производства препаратов мРНК рыночно-ориентированными частными предприятиями.

Только таким образом технология мРНК может быть применена на благо всех — в соответствии с целями устойчивого развития ООН.