Saturday 22.01.2022|

    Партнёры

    Партнёры

    Партнёры

    Загрузка...
    Alexander Zemlianichenko Jr/ Russian Direct Investment Fund via AP
    Alexander Zemlianichenko Jr/ Russian Direct Investment Fund via AP

    Вот как производят вакцины: проблемы и решения

    Девять вакцин против коронавируса уже одобрены в разных частях света, и многие другие находятся на разных стадиях подготовки. Несмотря на впечатляющие результаты вакцинации (например, в Израиле после двух порций вакцины лишь у 0,06 процента привитых было диагностировано коронавирусное заболевание), многие все еще с недоверием относятся к столь быстро появившимся вакцинам, не понимают разницы между их разными  видами и не уверены, как именно вакцина влияет на наш организм. Поэтому издание The Economist подробно объясняет, как производятся вакцины и с какими сложностями сталкиваются ученые. 


    Существует два способа изготовления противовирусных вакцин. Один, давно испытанный, включает выращивание в резервуарах, называемых биореакторами, клеточных культур, которые действуют как хозяева для вирусов и которые затем используются для создания рассматриваемой вакцины. На этом принципе основаны вакцины «Спутник V» и AstraZeneca. Клетки, выращенные таким образом, могут быть разных типов – насекомые, почки человека, почки обезьяны. Разными могут быть и получаемые вакцины: ослабленные или убитые версии вируса, от которых требуется защита, или живые вирусы другого и менее опасного вида, несущие один или два гена, выделенных из целевого вируса, или даже просто изолированные белки целевого вируса. Идея в том, что вакцина при введении в организм побуждает тело производить то, что иммунная система может научиться распознавать и атаковать, если когда-либо столкнется с настоящим целевым вирусом.

    Новый способ

    Альтернативный метод, разработанный недавно и применяемый для производства мРНК-вакцин, таких как Moderna и Pfizer, изобретение которых стимулировала пандемия, требует культивирования клеток только в начале процесса. мРНК – это вещество, которое несет инструкции о том, как сделать белок из ДНК клетки, на молекулярные фабрики, известные как рибосомы, в которых он и производится. В случае с COVID-19 эти инструкции генерируют «спайк», белок, обнаруженный на поверхности частиц вируса, вызывающего это заболевание. То есть сами клетки человеческого организма производят спайк, который затем иммунная система учится распознавать. Следовательно, чтобы сделать этот тип вакцины, необходимо произвести большое количество соответствующей мРНК.


    Этот процесс начинается с клеток, хотя как правило это бактериальные клетки, а не клетки животных. Но на этом все не заканчивается. В используемые бактерии встраивается версия ДНК той части генома sars-cov-2, которая описывает спайк. Затем бактериям дают возможность размножаться в течение нескольких дней, прежде чем они будут вскрыты, их ДНК отфильтрована, и ДНК-версия гена спайк извлечена в виде так называемого шаблона ДНК.

    После очистки этот шаблон смешивают с набором подходящих ферментов и вводят молекулы, называемые нуклеотидами – химическими «буквами», из которых состоит РНК. Полученные таким образом молекулы извлекают и упаковывают в крошечные пузырьки жира, чтобы сформировать вакцину.

    Как культивирование клеток, так и мРНК имеют свои преимущества и недостатки. Преимущество первого заключается в том, что он хорошо известен. Его версии восходят к истокам создания вакцин. Но поддерживать живые и здоровые клетки животных – непростое дело. Этой задаче посвящено целое подразделение биоинженерии. Создатели вакцин, которые полагаются на живые культуры, постоянно борются с недостаточной «урожайностью» клеток. Использовать этот метод для быстрого изготовления большого количества вакцины сложно. Именно такого рода сложности Паскаль Сорио, глава AstraZeneca, называет в качестве причины для отказа своей фирмы предоставить вакцины, обещанные Евросоюзу. 

    Но и это еще не все 

    Увеличение производительности биореактора – это не только наука, но и искусство. Большое значение имеют как здоровье используемых клеток, так и условия окружающей среды на производственной площадке. То, что AstraZeneca не смогла достичь собственных производственных целей, показывает, насколько сложно предсказать, когда будет найден правильный биобаланс. Компания заявляет, что запуск производства с нуля может занять от шести до девяти месяцев, и что даже этот график возможен только при работе с опытными партнерами и в ускоренном темпе. В настоящее время AstraZeneca работает над созданием вакцины с 25 производственными организациями в 15 странах.

    Масштабное производство мРНК-вакцин также имеет свои трудности. Самая важная из них – как защитить молекулы мРНК как от окружающей среды, в которой они должны находиться до введения в организм человека, так и от реакции собственного тела реципиента, которое может атаковать их еще до того, как молекулы доберутся до рибосом, которые их расшифруют. 


    Защита от окружающей среды в основном заключается в наличии стратегически расположенных холодильников, известных как холодовая цепь. А для защиты от организма человека используют жировые пузыри. 

    Производство этих пузырей до пандемии было очень локальным. Небольшая австрийская фирма Polymun Scientific – одна из немногих, кто может их производить. В основном они раньше использовались для лечения рака. Расширение производства, которое происходит прямо сейчас, раньше никогда не делалось, и это добавляет неопределенности в отношении продолжающихся поставок вакцины.

    Есть и другие узкие места. В частности, заводы, на которых производятся вакцины, должны быть построены в соответствии с высокими стандартами, известными как GMP, что означает «Надлежащая производственная практика». В настоящее время ощущается нехватка оборудования, соответствующего этому стандарту. Андрей Зарур, руководитель GreenLight Biosciences, фирмы из Бостона, которая разрабатывает мРНК-вакцину, говорит, что в его компании есть сотрудники, вся работа которых в настоящее время состоит в том, чтобы сидеть на телефоне, пытаясь найти заводы, соответствующие GMP, где можно было бы произвести свою вакцину. Однако это не так просто. Поэтому он ищет фирмы, чьи вакцины-кандидаты оказались неэффективными, просто для того, чтобы приобрести соответствующие производства.


    После того, как цепочки поставок вакцин на основе культур клеток и мРНК будут расширены и узкие места будут устранены, производственные процессы могут столкнуться с другим испытанием – насколько быстро они смогут производить новые вакцины для борьбы с новыми вирусными вариантами по мере их появления. Постоянная эффективность одобренных вакцин против таких вариантов не гарантируется, и может потребоваться создание других.

    Здесь подход мРНК может иметь преимущество. Для его производственных систем потребуется простая настройка – добавление в начало шаблона ДНК, описывающего спайковый белок нового варианта. Системы клеточных культур, напротив, придется до некоторой степени перестраивать для каждого нового варианта вируса.

    Александра Аппельберг, по материалам зарубежных СМИ. Фото: Alexander Zemlianichenko Jr/ Russian Direct 

    ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

    DW на русском: главные мировые новости

    ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
    МНЕНИЯ
    ПОПУЛЯРНОЕ
    Размер шрифта
    Send this to a friend