Первоначальный успех вакцин с так называемой матричной или информационной рибонуклеиновой кислотой (мРНК, англ. messenger RNA) на поздней стадии клинических испытаний, проведенных Moderna и Pfizer/BioNTech, является первым доказательством того, что эта концепция работает, сообщило агентство Reuters.
Обе экспериментальные вакцины показали эффективность выше 90% на основании промежуточных результатов, что было заметно выше, чем ожидалось, и намного превысило порог в 50%, необходимый для регистрации вакцины в США.
Теперь ученые говорят, что эта технология — медленная революция, происходившая с момента открытия мРНК почти 60 лет назад, — может ускорить разработку новых вакцин.
Согласно исследованию 2013 года, традиционный метод создания вакцин — введение ослабленного или мертвого вируса или его части для стимуляции иммунной системы организма — занимает в среднем более десяти лет. Для создания вакцины против пандемического гриппа потребовалось более восьми лет, а вакцины против гепатита В — почти 18 лет.
Между тем вакцина Moderna прошла путь от секвенирования (определения нуклеотидной последовательности) генов до первой инъекции человеку за 63 дня.
Поскольку вакцина-кандидат от BioNTech/Pfizer движется по аналогичной траектории, обе вакцины могут получить одобрение регулирующих органов уже в этом году, т.е. всего через 12 месяцев с момента открытия нового коронавируса.
Другие компании также разрабатывают эту технологию. В частности, немецкая CureVac создает вакцину на основе мРНК, хотя она еще не приступила к последней стадии испытаний и рассчитывает на регистрацию препарата после июля 2021 года. «Потом мы оглянемся на прогресс, достигнутый в 2020 году, и скажем — «Это был момент, когда наука действительно сделала скачок вперед», — сказал директор Отделения клинических исследований Оксфордского университета Джереми Фаррар.
Кто смеется последним
Обнаруженная в 1961 году мРНК передает сообщения от ДНК организма к его клеткам, передавая им сообщение о производстве белков, которые необходимы для важнейших функций, таких как координация биологических процессов — например, пищеварения или борьбы с болезнями.
Экспериментальные вакцины от Moderna, а также Pfizer и BioNTech используют созданную в лаборатории мРНК, которая инструктирует клетки производить шиповидные белки коронавируса. В отличие от настоящего вируса, эти белки вызывают реакцию иммунной системы без воспроизводства вируса.
Ученым еще в 1990 году удалось заставить мышей генерировать белки путем инъекции мРНК, что стало одним из первых подтверждений потенциала этой технологии.
Однако на пути ранних сторонников использования РНК, к числу которых относилась венгерская ученый Каталин Карико, теперь занимающая пост старшего вице-президента BioNTech, встали такие препятствия как нестабильность мРНК в организме и ее склонность вызывать воспалительные реакции.
Прорыв произошел примерно в 2005 году, когда Карико вместе с коллегами из Пенсильванского университета нашла способ доставить мРНК, не перегружая иммунную систему.
Тем не менее, потребовалось еще 15 лет и пандемия, поставившая на колени мировую экономику, чтобы достичь пика успеха. По словам Карико, ее упорные попытки овладеть этой технологией в свое время служили предметом шуток для некоторых из ее университетских коллег.
«В последний раз они смеялись надо мной и высмеивали меня семь лет назад, когда они узнали, что я собираюсь присоединиться к BioNTech, и они поняли, что у этой компании (не было) даже веб-сайта, — сказала Карико. — Но теперь они узнают о BioNTech и о том, что мы можем делать хорошие вещи».
По мнению ученой, труд ее жизни может принести пользу в борьбе не только с COVID-19, но и с другими болезнями. «Возможно, будет проще перейти к следующему противовирусному продукту — вакцине от гриппа и других инфекционных заболеваний», — сказала Карико.
На очереди рак?
Moderna и BioNTech также применяют технологию мРНК к экспериментальным лекарствам от рака.
В частности, BioNtech тестирует созданное на базе мРНК лекарство от меланомы совместно со швейцарским фармацевтическим гигантом Roche. Препарат проходит вторую стадию клинических испытаний.
Среди наиболее продвинутых проектов Moderna, помимо вакцины против COVID-19, есть соединения мРНК для лечения рака яичников или ишемии миокарда, которые также находятся на второй стадии испытаний.
Однако ни один из потенциальных методов лечения рака с помощью мРНК пока не достиг критической третьей фазы клинических испытаний, и Карико признает, что рак представляет собой более серьезную проблему.
Если вирус является чужеродным элементом, то раковые клетки, какими бы злокачественными они ни были, создаются внутри тела. Это затрудняет их поиск и идентификацию, чтобы они могли подвергнуться нападению.
«Иногда рак вызывается простым воспроизводством генов или хромосом, и тогда все выглядит внешне нормально, просто клетка делится больше, чем должна», — пояснила Карико.
Традиционный подход фармацевтической промышленности к производству вакцин против инфекционных заболеваний заключался в том, чтобы изготавливать их в больших биореакторах. Это трудоемкий и дорогостоящий процесс, осуществляемый на объектах, строительство которых может стоить до 700 миллионов долларов.
Производство вакцин на базе мРНК значительно дешевле. Исследователь из Имперского колледжа Лондона Золтан Кис, который моделирует производство вакцин, оценивает, что один пятилитровый биореактор на предприятии стоимостью 20 миллионов долларов сможет ежегодно производить миллиард доз некоторых видов мРНК-вакцин.
Производитель лекарств Lonza, которого Moderna привлекла для ежегодного производства ингредиентов для 400 миллионов доз вакцины от COVID-19, должен начать производство в этом году в США и Швейцарии с производственными линиями стоимостью от 60 до 70 миллионов долларов каждая.
«Мы производим мРНК в меньших масштабах и на меньших предприятиях по сравнению с традиционным крупномасштабным оборудованием и объектами. Увеличение объемов производства происходит быстрее и экономичнее», — сказал Reuters Андре Гёрке, отвечающий в Lonza за проект Moderna.
Сверхбыстрая реакция
По словам Раймонда Шиффелерса из Университетского медицинского центра Утрехта в Нидерландах, который возглавляет программу Европейского союза по терапии на основе мРНК, главное преимущество этой технологии заключается в том, что разработчики вакцин могут обеспечить «сверхбыструю реакцию».
«В течение нескольких недель можно начать тестирование, что является большим преимуществом по сравнению с обычными вакцинами», — сказал Шиффелерс.
Как только становится известна геномная последовательность патогена, то можно создавать синтетические мРНК, которые кодируют производство ключевых компонентов вируса, таких как потенциально смертельный шиповидный белок коронавируса.
Риски и проблемы для мРНК остаются.
Некоторые вакцины-кандидаты должны храниться при очень низких температурах, что потенциально затрудняет доставку в страны с ограниченной инфраструктурой. По словам Шиффелерса, они также могут быть хрупкими при транспортировке.
Например, вакцина BioNTech должна транспортироваться при температуре минус 70 градусов по Цельсию, хотя Moderna заявила, что сможет отправлять свою вакцину в обычных холодильниках.
По мнению директора Национального института здоровья США Фрэнсиса Коллинза, который финансировал разработку вакцины Moderna, вакцины на базе мРНК также не смогут быть панацеей от гриппа, поскольку вирус гриппа мутирует настолько быстро, что достижение эффективности на уровне 90% маловероятно.
Однако для COVID-19, по мнению Коллинза, мРНК, вероятно, произведет революцию. «Это явно на несколько месяцев быстрее, чем любой другой метод. В критический момент несколько месяцев действительно имеют значение», — сказал Коллинз.
