Comment un vaccin contre le coronavirus est en cours de création et peut-il arrêter une pandémie

Des dizaines de sociétés de biotechnologie et d'instituts scientifiques se battent contre la pandémie pour créer différentes options de vaccin contre le nouveau coronavirus SRAS-CoV-2. Nous déterminons quelles technologies sont utilisées pour les développer, combien de temps cela prendra-t-il avant le moment où le COVID-19 peut être vacciné et si le futur vaccin peut s'arrêter. pandémie.

Chaque fois que l'humanité est confrontée à une nouvelle infection, trois races commencent simultanément: pour un médicament, un système de test et un vaccin. La semaine précédente en Russie a commencéLe centre scientifique Rospotrebnadzor a commencé à tester un vaccin contre un nouveau coronavirus essais de vaccins anti-coronavirus chez l'animal et aux États-Unis - déjà chez l'hommeDébut de l'essai clinique du NIH sur le vaccin expérimental contre le COVID-19. Cela signifie-t-il que la victoire sur épidémie Fermer?

Selon l'OMS, environ 40 laboratoires dans le monde ont déclaréPROJET de paysage du COVID - 19 vaccins candidats - 20 mars 2020 qu'ils développent des vaccins contre le coronavirus. Et malgré le fait qu'il y ait des leaders clairs parmi eux - par exemple, la société chinoise CanSino Biologics, qui a reçuNOUVEAU VACCIN RECOMBINANT CONTRE LE CORONAVIRUS (VECTEUR ADENOVIRUS TYPE 5) APPROUVÉ POUR UN ESSAI CLINIQUE l'autorisation d'essais humains, et l'American Moderna, qui les a déjà lancés, est désormais difficile prédire quelle entreprise gagnera cette course et, surtout, si le développement de vaccins dépassera la prolifération coronavirus. Le succès dans cette course dépend notamment du choix de l'arme, c'est-à-dire du principe sur lequel le vaccin est construit.

Un virus mort est un mauvais virus

Dans les manuels scolaires, ils écrivent généralement qu'un agent pathogène tué ou affaibli est utilisé pour les vaccinations. Mais cette information est quelque peu dépassée. «Inactivé (« tué »). - Environ. N + 1.) Et atténué (atténué. - Environ. N + 1.) Les vaccins ont été inventés et introduits au milieu du siècle dernier, et il est difficile de les considérer comme modernes, - explique dans une conversation avec N + 1 Olga Karpova, chef du département de virologie, Faculté de biologie, Université d'État de Moscou Lomonosov. - Il est cher. C'est difficile à transporter et à stocker, de nombreux vaccins atteignent les endroits où ils sont nécessaires (si on parle, par exemple, de l'Afrique) dans un état où ils ne protègent plus personne. "

De plus, ce n'est pas sécurisé. Afin d'obtenir une dose élevée de "tués" virus, vous devez d'abord acquérir de grandes quantités d'êtres vivants, ce qui augmente les besoins en matériel de laboratoire. Ensuite, il doit être neutralisé - pour cela, ils utilisent, par exemple, la lumière ultraviolette ou le formol.

Mais où est la garantie que parmi la multitude de particules virales «mortes», il n'y en aura plus qui puisse causer des maladies?

Avec un agent pathogène affaibli, c'est encore plus difficile. Désormais, pour s'affaiblir, le virus est obligé de muter, puis les souches les moins agressives sont sélectionnées. Mais il en résulte un virus avec de nouvelles propriétés, et toutes ne peuvent pas être prédites à l'avance. Là encore, où est la garantie qu'une fois à l'intérieur du corps, le virus ne continuera pas à muter et ne produira pas encore plus de «progéniture» que l'original?

Par conséquent, les virus "tués" et "non tués" sont rarement utilisés aujourd'hui. Par exemple, parmi les vaccins antigrippaux modernes, les «agents pathogènes atténués» sontVaccins antigrippaux de nouvelle génération: opportunités et défis minoritaires - seuls 2 des 18 vaccins approuvés en Europe et aux États-Unis d'ici 2020 sont conçus de cette manière. Sur plus de 40 projets de vaccins contre le coronavirus, un seul est organisé selon ce principe - l'Institut indien du sérum y est engagé.

Divisez et vaccinez

Il est beaucoup plus sûr d'introduire immunitaire système non pas avec tout le virus, mais avec une partie distincte de celui-ci. Pour ce faire, vous devez sélectionner une protéine par laquelle la «police interne» d'une personne pourra reconnaître avec précision le virus. En règle générale, il s'agit d'une protéine de surface, à l'aide de laquelle l'agent pathogène pénètre dans les cellules. Ensuite, vous devez obtenir une culture cellulaire pour produire cette protéine à l'échelle industrielle. Cela se fait à l'aide du génie génétique, de sorte que ces protéines sont appelées génétiquement modifiées ou recombinantes.

«Je pense que les vaccins doivent être recombinants, et rien d’autre», déclare Karpova. - De plus, il doit s'agir de vaccins sur des porteurs, c'est-à-dire que les protéines du virus doivent être sur une sorte de porteur. Le fait est que par elles-mêmes, elles (protéines) ne sont pas immunogènes. Si des protéines de faible poids moléculaire sont utilisées comme vaccin, elles ne développeront pas d'immunité, le corps n'y réagira pas, des particules porteuses sont donc absolument nécessaires.

Des chercheurs de l'Université d'État de Moscou suggèrent d'utiliser le virus de la mosaïque du tabac comme porteur.Virus de la mosaïque du tabac - "Wikipedia" (au fait, c'est le tout premier virus découvert par des gens). Il ressemble généralement à un bâton fin, mais lorsqu'il est chauffé, il prend la forme d'une boule. «Il est stable, il a des propriétés d'adsorption uniques, il attire les protéines vers lui-même», explique Karpova. "Sur sa surface, vous pouvez placer de petites protéines, les antigènes mêmes." Si vous couvrez le virus de la mosaïque du tabac avec des protéines de coronavirus, cela se transforme pour le corps en une imitation d'une particule virale SRAS-CoV-2. «Le virus de la mosaïque du tabac», note Karpova, «est un immunostimulant efficace pour le corps. En même temps, comme les virus végétaux ne peuvent pas infecter les animaux, y compris les humains, nous fabriquons un produit absolument sûr. "

La sécurité de diverses méthodes associées aux protéines recombinantes en a fait les plus populaires - au moins une douzaine d'entreprises tentent maintenant d'obtenir une telle protéine pour le coronavirus. De plus, beaucoup utilisent d'autres virus porteurs - par exemple, des vecteurs adénoviraux ou même virus de la rougeole et de la variole «vivants» modifiés qui infectent les cellules humaines et s'y multiplient avec protéines du coronavirus. Cependant, ces méthodes ne sont pas les plus rapides, car il est nécessaire d'établir une production en ligne de protéines et de virus dans des cultures cellulaires.

Gènes nus

L'étape de production de protéines en culture cellulaire peut être raccourcie et accélérée en obligeant les cellules du corps à produire elles-mêmes des protéines virales. Les vaccins de thérapie génique fonctionnent selon ce principe - du matériel génétique «nu» - ADN ou ARN viral - peut être inséré dans des cellules humaines. L'ADN est généralement injecté dans les cellules par électroporation, c'est-à-dire qu'avec une injection, une personne reçoit une décharge lumineuse, ce qui entraîne une augmentation de la perméabilité des membranes cellulaires et des brins d'ADN. L'ARN est délivré à l'aide de vésicules lipidiques. D'une manière ou d'une autre, les cellules commencent à produire une protéine virale et la démontrent au système immunitaire, qui déploie une réponse immunitaire même en l'absence de virus.

Cette méthode est assez récente, il n'y a pas de vaccins au monde qui fonctionneraient sur ce principe.

Néanmoins, sept entreprises à la fois, selon l'OMS, tentent de fabriquer un vaccin contre coronavirus basé sur cela. C'est la voie empruntée par Moderna Therapeutics, le leader américain de la course aux vaccins. Il a également été choisi pour eux-mêmes par trois autres participants à la course de Russie: le centre scientifique "Vector" à Novosibirsk (selon Rospotrebnadzor, il vérifie autant conceptions de vaccins en même temps, et l'un d'entre eux est basé sur l'ARN), Biocad et le Centre scientifique et clinique de précision et de médecine régénérative de Kazan.

«En principe, il n'est pas si difficile de créer un vaccin», déclare Albert Rizvanov, directeur du Centre, professeur au Département de génétique de l'Institut de médecine fondamentale et de biologie de l'Université fédérale de Kazan. "Les vaccins géniques thérapeutiques sont les plus rapides en termes de développement, car ils suffisent à créer une construction génétique." Le vaccin, qui est en cours d'élaboration au Centre, devrait viser plusieurs cibles à la fois: un brin d'ADN avec plusieurs gènes viraux est injecté dans les cellules en même temps. En conséquence, les cellules produiront non pas une protéine virale, mais plusieurs à la fois.

En outre, selon Rizvanov, les vaccins à ADN peuvent être moins chers que d'autres en production. «Nous sommes essentiellement comme Space X», plaisante le scientifique. - Le développement de notre prototype ne coûte que quelques millions de roubles. Cependant, le prototypage n'est que la pointe de l'iceberg, et les tests avec un virus vivant sont un ordre complètement différent. »

Vicissitudes et astuces

Une fois que les vaccins sont transformés des développements théoriques en objets de recherche, les obstacles et les restrictions commencent à se développer comme des champignons. Et le financement n'est qu'un des problèmes. Selon Karpova, l'Université d'État de Moscou dispose déjà d'un échantillon du vaccin, mais des tests supplémentaires nécessiteront une coopération avec d'autres organisations. Dans l'étape suivante, ils prévoient de tester la sécurité et l'immunogénicité, et cela peut être fait dans les murs de l'université. Mais dès que vous aurez besoin d'évaluer l'efficacité du vaccin, vous devrez travailler avec l'agent pathogène, ce qui est interdit dans l'établissement d'enseignement.

De plus, des animaux spéciaux seront nécessaires. Le fait est que les souris de laboratoire ordinaires ne sont pas atteintes de tous les virus humains et que le tableau de la maladie peut également être très différent. Par conséquent, les vaccins sont souvent testés chez les furets. Si l'objectif est de travailler avec des souris, des souris génétiquement modifiées sont nécessaires, qui portent sur leurs cellules exactement les mêmes récepteurs auxquels le coronavirus «s'accroche» dans le corps le patient. Ces souris ne sont pas bon marchéKNOCKOUT CONSTITUTIF Ace2 (dix ou deux dizaines de milliers de dollars par ligne). Certes, vous pouvez parfois économiser de l'argent - acheter seulement quelques individus et les élever en laboratoire - mais cela allonge la phase des tests précliniques.

Et si nous parvenons encore à résoudre le problème du financement, alors le temps reste une difficulté insurmontable. Rizvanov a déclaré que les vaccins mettent généralement des mois et des années à se développer. «Rarement moins d'un an, généralement plus», dit-il. Le chef de l'Agence fédérale médicale et biologique (ils développent un vaccin à base d'une protéine recombinante) Veronika Skvortsova a suggéréLa FMBA de Russie recevra les premiers résultats des tests de prototypes de vaccins contre le coronavirus en juin 2020qu'un vaccin fini peut apparaître dans 11 mois.

Il existe plusieurs étapes au cours desquelles le processus peut être accéléré. Le plus évident est le développement. La société américaine Moderna a pris les devants car elle développe depuis longtemps des vaccins à ARNm. Et pour en fabriquer un autre, ils en avaient assez du génome décodé du nouveau virus. Les équipes russes de Moscou et de Kazan travaillent également sur leur technologie depuis plusieurs années et s'appuient sur les résultats des tests de leurs vaccins antérieurs contre d'autres maladies.

L'idéal serait une plate-forme qui vous permet de créer rapidement un nouveau vaccin à partir d'un modèle. Des chercheurs de l'Université d'État de Moscou élaborent de tels plans.

«À la surface de notre particule», explique Karpova, «nous pouvons placer les protéines de plusieurs virus et nous protéger contre le COVID-19, le SRAS et le MERS en même temps. Nous pensons même que nous pouvons empêcher de telles épidémies à l'avenir. Il existe 39 coronavirus, dont certains sont proches des coronavirus humains, et il est tout à fait clair ce que c'est de surmonter la barrière des espèces (faire passer un virus des chauves-souris aux humains. - Environ. N + 1.). Mais s'il existe un vaccin comme Lego, nous pouvons y mettre la protéine d'un virus qui est originaire de quelque part. Nous ferons cela dans deux mois - nous remplacerons ou ajouterons ces protéines. Si un tel vaccin avait été disponible en décembre 2019 et que les gens avaient été vaccinés au moins en Chine, cela ne se serait pas propagé davantage. "

La prochaine étape est le test préclinique, c'est-à-dire le travail avec des animaux de laboratoire. Ce n'est pas le processus le plus long, mais il peut être gagné à ses dépens lorsqu'il est combiné avec des essais cliniques chez l'homme. C'est exactement ce qu'a fait Moderna - l'entreprise s'est limitée à un rapide contrôle de sécurité et s'est directement lancée dans la recherche humaine. Cependant, il convient de rappeler que le médicament qu'elle essaie est l'un des plus sûrs. Puisque Moderna n'utilise pas de virus ou de protéines recombinantes, il y a très peu de chances que les volontaires aient des effets secondaires - le système immunitaire n'a tout simplement rien à réagir de manière agressive. Le pire qui puisse arriver est que le vaccin est inefficace. Mais cela reste à vérifier.

Mais la production de vaccins n'est apparemment pas une étape limitative. «Ce n'est pas plus compliqué que la production biotechnologique habituelle de protéines recombinantes», explique Rizvanov. Selon lui, l'usine peut produire un million de doses d'un tel vaccin en quelques mois. Olga Karpova donne une estimation similaire: trois mois pour un million de doses.

Avez-vous besoin d'un vaccin?

La question de savoir s'il vaut la peine de réduire les essais cliniques est un point discutable. Premièrement, c'est un processus lent en soi. Dans de nombreux cas, le vaccin doit être administré en plusieurs étapes: si le virus ne se multiplie pas par lui-même à l'intérieur du corps, il est rapidement excrété et sa concentration est insuffisantePréparation à la pandémie de grippe aviaire A et élaboration de vaccinsinduire une réponse immunitaire sévère. Par conséquent, même un simple test d'efficacité prendra au moins plusieurs mois, et les médecins vont surveiller l'innocuité du vaccin pour la santé des volontaires pendant une année entière.

Deuxièmement, le COVID-19 est le cas même lorsqu'il semble impossible d'accélérer les essais humains pour beaucoup.

La mortalité due à la maladie est aujourd'hui estimée à quelques pour cent, et cette valeur est susceptible d'être encore réduite dès qu'il apparaîtra clairement combien de personnes ont souffert de la maladie de manière asymptomatique. Mais le vaccin, s'il est inventé maintenant, devra être administré à des millions de personnes, et même de petits effets secondaires peuvent entraîner un nombre de maladies et de décès comparables à l'infection elle-même. Et le nouveau coronavirus est loin d'être suffisamment «en colère» pour, selon les mots de Rizvanov, «complètement mettre de côté toutes les considérations de sécurité». Le scientifique estime que dans la situation actuelle, le plus efficace quarantaine.

Cependant, selon Karpova, dans un proche avenir, il n'y a pas de besoin urgent de vaccin. «Il n'est pas nécessaire de vacciner les gens pendant une pandémie, ce n'est pas conforme aux règles épidémiques», explique-t-elle.

Galina Kozhevnikova, chef du département des maladies infectieuses de l'Université RUDN, est d'accord avec elle. «Lors d'une épidémie, aucune vaccination n'est recommandée du tout, même celle prévue, qui est incluse dans le calendrier de vaccination. Parce qu'il n'y a aucune garantie qu'une personne ne soit pas dans la période d'incubation, et si à ce moment, postulez vaccin, des événements indésirables et une efficacité réduite de la vaccination sont possibles », a déclaré Kozhevnikova, répondant à la question N + 1.

Il y a des cas, a-t-elle ajouté, où une vaccination d'urgence est nécessaire pour des raisons de santé, dans une situation de vie ou de mort. Par exemple, lors de l'épidémie d'anthrax à Sverdlovsk en 1979, tout le monde a été vacciné, des milliers de personnes ont été vaccinées d'urgence et en 1959 à Moscou lors d'une épidémie de varioleKokorekin, Alexey Alekseevich - "Wikipédia" de l'Inde par l'artiste Alexey Kokorekin.

«Mais le coronavirus n'est absolument pas une telle histoire. Par ce qui se passe, nous voyons que cette épidémie se développe selon les lois classiques des maladies respiratoires aiguës », explique Kozhevnikova.

Ainsi, les développeurs de vaccins sont toujours dans une situation délicate. Bien qu'il n'y ait pas de virus, il est presque impossible de créer un vaccin. Dès que le virus est apparu, il s'avère que cela aurait dû être fait avant-hier. Et quand il recule, les fabricants perdent leurs clients.

Cependant, un vaccin doit être administré. Cela ne s'est pas produit lors des précédentes flambées d'infections à coronavirus - le MERS et le SRAS ont pris fin trop rapidement et la recherche a perdu son financement. Mais si les cas de SRAS n'ont pas été observés dans le monde depuis 2004, le dernier cas de MERS est daté de 2019, et personne ne peut garantir que l'épidémie ne se reproduira pas. En outre, un vaccin contre les infections antérieures pourrait fournir une plate-forme stratégique pour le développement futur de vaccins.

Karpova note que même après la décomposition de cette fusée COVID-19 [feminine un autre est possible. Et dans ce cas, l'État devrait avoir un vaccin prêt. «Ce n'est pas le genre de vaccin avec lequel tout le monde sera vacciné comme la grippe», dit-elle. "Mais en cas d'urgence avec une nouvelle épidémie, l'Etat devrait avoir un tel vaccin, ainsi qu'un système de test."