За ваксините и хората (част V). Ваксината КюрВак

Фридрих Мишер открива нуклеиновите киселини и изказва предположение, че може би имат връзка с наследствеността. Това става в Университетската лаборатория в Тюбинген преди 150 години.

Пак в Тюбинген фирмата КюрВак (CureVac) е на предния фронт в използването на рибонуклеинови киселини (мРНК) за терапия и ваксини. Тяхната ваксина CVnCoV е в крайните фази на клинични изследвания и е поръчана и от България.

КюрВак в колаборация с компанията на Илън Мъск - Тесла, ще произвежда универсален РНК-принтер и така ще автоматизира производството на ваксини и други лекарствени препарати, основани на мРНК.

Досега България е поръчала няколко ваксини от различни фирми, три от които са разрешени и вече се прилагат. Останалите са в различен етап на одобрение или клинични изпитания. Една от тях е тази на фирмата КюрВак (CureVac), за която ще разкажем сега.

3 898 694

500 000

4 518 232

2 000 000

1 000 000

4 650 000

1 550 000

18 116 926

^{Таблицата е по Очакван брой дози на ваксини срещу COVID-19 до края на 2021 г., Министерство на Здравеопазването}

Производство на мРНК чрез ин витро транскрипция (преписване от ДНК в РНК) следва механизми намерени от природата. При произвеждане нa ваксината за Ковид-19 фирмата КюрВак, както и другите фирми, използуващи мРНК, следват подобна процедура.

^{Фиг. по Pascolo, S. Synthetic Messenger RNA-Based Vaccines: From Scorn to Hype. Viruses 2021, 13, 270. https://doi.org/10.3390/v13020270}

Ин витро транскрипция на иРНК (информационна, матрична – мРНК) става в четири стъпки. Всяка стъпка трае около два часа в лабораторията.

Първа стъпка: Рестрикционният ензим като прецизна ножица линеаризира и изрязва от плазмида парчето ДНК с антигена, към което има добавени „шапка“ и „опашка“ (време около два часа).

Втора стъпка: Транскрипция. Дясната стрелка означава промотора, разпознаван специфично от РНК полимеразата T7/Sp6 (за два часа ). В ляво на транскрипта пред мРНК е шапката Cap, a в края на мРНК има polyA опашка. Те са важни при процеса транслация - синтеза на белтъка – антиген, в човешките клетки след ваксинирането.

Трета стъпка: Деградация на ДНК с помощта на ензима ДНК-за (2 часа).

Четвърта стъпка: Пречистване на мРНК (2 часа) с литиев хлорид (LiCl).

За фирмата КюрВак

Всичко започва с едно неочаквано откритие. Основателят на фирмата КюрВак Д-р Ингмар Хйор по това време (1990г.) е докторант, и открива, че когато мРНК се инжектира пряко в тъкан, тя може да се използва като терапевтична ваксина или агент, стига да се оптимизира нуклеотидната последователност.

Основава фирма в 2000г. като първата компания в света, която използува мРНК за медицински цели – лечение на болести и създаване на ваксини. Днес в нея работят 600 ентусиасти в Тюбинген, Франкфурт и Бостън. Те опровергават мнението, че мРНК е нестабилна и че това може да се избегне само с модифицирани нуклеотиди (както е в ваксините на Модерна и Пфайзер/Бионтех).

Вместо това КюрВак оптимизират мРНК последователността така, че да получават идеални нива на производство на белтък в клетката. В статии през последните 20 години учените на Кюрвак и техни сътрудници показват, че немодифицирана мРНК, опакована в липидни наночастици, довежда до добри нива на антигена и до силен физиологичен отговор в опитни животни.

През декември 2020 КюрВак започва фаза 2b/3 на клинични изпитания. Разработката на мРНК ваксината на КюрВак срещу Ковид-19 – CvnCoV, започва подобно на всички други компании, през януари 2020. мРНК, без да е химически модифицирана, е оптимизирана да кодира шиповия белтък на Ковид-19 вируса в стабилизирана префузионна конформация (подобно на Модерна и Пфайзер/Бионтех) и накрая опакована в липидни наночастици. През юни и септември 2020 започват съответно фазите 1 и 2 на клинични изпитания. Те показват, че ваксината се понася добре и води до силен имунен отговор и активиране на Т клетките.

КюрВак е в колаборация с Новартис, Байер, ГлаксоСмитКлайн (GSK) и други фирми, оформящи една обща Европейска мрежа за производство на ваксини. Освен в Тюбинген една фабрика в Австрия също ще започне да доставя милиони мРНК ваксини – CvnCoV - през лятото на 2021.

Президентът на компанията д-р Ингмар Хйор, разказва как в 1990 е инжектирал мишки с ДНК за да провери иммуния отговор. Инжектира втора група мишки с РНК като негативна контрола, смятайки, че РНК ще се разруши в клетките. Изненадващо резултатът е бил по-силен в групата мишки, инжектирани с РНК.

„Помислих си, че съм объркал епруветките“.

Повторил пак – получил същия резултат. Започва да използва РНК за ваксини за рак, които повишават имунната реакция около тумори.

Основава компанията КюрВак в 2000г. Освен с имунотерапия на рак, започват да разработват ваксини за бяс (2011 г.) и др. Отначало е трудно да се намерят инвеститори. Но постепено нещата се променят.

Универсален принтер за мРНК

През февруари 2019 КюрВак получава 34 милиона от коалицията CEPI (Coalition for Emergency Preparedness Innovations) за разработване на прототип на мРНК принтер за произвеждане на мРНК ваксини за жълта треска, бяс и треска Lassa.

Принтерите на КюрВак са проектирани да произвеждат бързо мРНК срещу известни патогени, както и нови и неизвестни болести категоризирани от Световната здравна организация като „Болест Х“, използувайки схемата показана на фигурата по-горе. Подобен принтер може да работи навсякъде по света, където е инсталиран. Илън Мъск и фирмата му Тесла се включват в разработването на принтера в колаборация с КюрВаК.

_{Илън Мъск пред прототипа на мРНК принтера. Кредит: Car and Bike}

Ето как изглежда този универсален биоректор за мРНК принтиране:

_{Кредит: dpa}

Авторът Константин Чипев е молекулярен и клетъчен биолог от Университета Стони Брук в Ню Йорк.

Още по темата

08/03/2021

Медицина

За ваксините и хората (част IV): Белтъчната ваксина на фирмата Novavax е в окончателната (трета) фаза на клинични изпитания

03/02/2021

Медицина

Един българин на световния фронт в борбата с коронавирусите

18/01/2021

Медицина

Имена, които трябва да знаем – За хората и ваксините – част II

18/12/2020

Медицина

Имена които трябва да знаем: Лидери с приноси в изработването на ваксината