Гонка за вакциной против нового коронавируса COVID-19 продолжается. Профессор Джонатан Хини объясняет, почему необходим осторожный подход и как его команда использует новую технологию, разработанную для вирусов гриппа и лихорадки Эбола, для борьбы с новой инфекцией.
Сейчас трудно представить, что два месяца назад мало кто слышал о новом коронавирусе. Теперь вирус, вызывающий болезнь COVID-19, распространился во все уголки земного шара. Всемирная организация здравоохранения официально объявила вспышку пандемии.
В условиях угрозы заражения сотен тысяч – а возможно, миллионов – людей и перегрузки систем здравоохранения борьба за разработку вакцины, которая защитит людей и замедлит распространение болезни. Но профессор Джонатан Хини, руководитель лаборатории вирусных зоонозов Кембриджского университета и один из людей, работающих над вакциной, говорит, что коронавирусы представляют собой особую проблему для разработчиков вакцин.
Коронавирусы названы в честь их внешнего вида: они представляют собой сферические объекты, на поверхности которых находятся белки-шипы. Вирус использует эти шипы, чтобы прикрепляться к клеткам нашего тела и вторгаться в них. Попав внутрь, вирус использует собственный механизм клетки, чтобы помочь себе размножаться и распространяться по всему телу, вызывая болезнь и позволяя ей распространяться дальше.
Традиционно ученые разрабатывали вакцины, которые программируют организм на выработку антител, распознающих и блокирующих эти спайки. Но эта стратегия может дать сбой с коронавирусами из-за явления, известного как «усиление, индуцированное антителами» или «усиление, индуцированное вакциной»," говорит Хини.
"Если вы вырабатываете антитела против спайка, они могут в конечном итоге связываться с ним и помогать вирусу вторгаться в важные иммунные клетки, известные как моноциты-макрофаги. Вместо того, чтобы уничтожать вирус, эти клетки затем могут быть перепрограммированы вирусами, что усугубит иммунный ответ и сделает болезнь намного, намного хуже, чем она могла бы быть в противном случае."
По словам Хини, это явление хорошо известно, но оно все же может замедлить разработку вакцины. "Исследователи захотят быть уверены, что их вакцины-кандидаты безопасны и не усугубят непреднамеренное заболевание, прежде чем они будут протестированы на людях."
Помимо профессуры на кафедре ветеринарной медицины, Хини является генеральным директором DIOSynVax, дочерней компании, созданной в 2017 году при поддержке Cambridge Enterprise, подразделения по коммерциализации университета. Его ремешок "Мы меняем способ производства вакцин." За последние несколько лет Хини получила значительное финансирование от законопроекта & Фонд Мелинды Гейтс и Innovate UK разрабатывают новые вакцины от болезней, от гриппа до лихорадки Эбола и других геморрагических лихорадок. Именно эту технологию он сейчас применяет к коронавирусу.
Подход DIOSynVax включает использование компьютерного моделирования структуры вируса, созданного с использованием информации о самом вирусе COVID-19, а также о его родственниках – SARS, MERS и других коронавирусах – и выявление щелей в его броне, важных частей шипов, которые будут составлять часть вакцины, чтобы отключить вирус, но не усугубить инфекцию.
"Стратегия вакцинации должна быть специфичной для лазера, нацеленной на те области структуры вируса, которые абсолютно необходимы для стыковки с клеткой, при этом избегая частей, которые могут усугубить ситуацию," он говорит. "Наша технология делает именно это."
Их подход состоит в том, чтобы изучить генетику этих вирусов, чтобы идентифицировать ключевой фрагмент генетического кода, который вирус использует для создания основной части своей оболочки, шипов, которые важны для стыковки с клеткой и для нацеливания этих элементов на вакцина.
"В итоге мы получаем имитацию, зеркальное отображение части вируса, но без его плохих частей, несущественных частей, которые могут вызвать эти плохие иммунные реакции. Остается лишь волшебная палочка, по сути, запускающая правильный тип иммунного ответа."
Затем, используя комбинацию искусственного интеллекта и синтетической биологии, команда создает вакцину, которая включает этот фрагмент генетического кода, который может быть введен человеку. Затем иммунные клетки организма найдут его, расшифруют и воспользуются информацией, чтобы запрограммировать остальную часть иммунной системы на выработку антител против нее.
Следующим шагом будет тестирование вакцины в доклинических испытаниях – другими словами, дать вакцину мышам, чтобы убедиться, что ее безопасно использовать. Мыши – важная часть исследования вакцин: их физиология и иммунная система достаточно похожи на нашу, чтобы исследователи могли минимизировать риск для людей, принимающих участие в клинических испытаниях.
По словам Хини, подход DIOSynVax намного быстрее, чем современные технологии разработки вакцин, а это означает, что даже с учетом необходимых доклинических исследований на мышах, его кандидатная вакцина может быть готова к клиническим испытаниям на людях уже в июне. В настоящее время он ищет финансирование для продолжения своей работы и фармацевтическую компанию, с которой он будет сотрудничать в клинических испытаниях.
"Нам нужен крупный фармацевтический партнер, который поможет нам расширить нашу деятельность," он говорит. "Наши вакцины разработаны таким образом, чтобы их можно было легко интегрировать в любую проприетарную платформу вакцины, которую может иметь готовая фармацевтическая компания."