Термостабильные вакцины от COVID-19 на основе вирусов растений и бактерий

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали кандидатные вакцины от COVID-19, не требующие холодовой цепи. Их ключевые компоненты — вирусы растений или бактерий (бактериофаги).

Вакцины находятся на ранней стадии разработки. В испытаниях на мышах они вызвали высокую выработку нейтрализующих антител против SARS-CoV-2. Если они окажутся безопасными и эффективными для людей, это может изменить подход к глобальному распределению вакцин, особенно в сельских или бедных регионах.

Как созданы вакцины

Учёные создали два кандидата:

  1. На основе вируса мозаики коровьего гороха (растительный вирус).
  2. На основе бактериофага Q beta.

Процесс создания:

  • Миллионы копий вирусных наночастиц выращивают в растениях коровьего гороха или в бактериях E. coli.
  • На поверхность этих сферических наночастиц присоединяют небольшой фрагмент (эпитоп) S-белка (белка-«шипа») SARS-CoV-2.
  • Полученные частицы имитируют инфекционный вирус для иммунной системы, но не являются инфекционными.

Ключевые преимущества

  1. Термостабильность: Наночастицы растительного вируса и бактериофага чрезвычайно стабильны при высоких температурах. Вакцины можно хранить и транспортировать без холодильников.
  2. Масштабируемость и низкая стоимость: Растения относительно легко выращивать, а ферментация с использованием бактерий — уже налаженный в биопромышленности процесс.
  3. Разные способы введения: Благодаря стабильности вакцины можно смешивать с полимерами при высоких температурах (~100 °C) для создания:
    • Имплантов — инъекция под кожу, обеспечивающая медленное высвобождение вакцины в течение месяца (однократное введение).
    • Микроигольных пластырей — безболезненное накожное применение, позволяющее самостоятельно ввести вакцину.

В тестах на мышах все три метода (две инъекции, имплант, пластырь) вызывали высокий уровень нейтрализующих антител против SARS-CoV-2.

Потенциал панкоронавирусной вакцины

  • Выработанные антитела также нейтрализовали вирус SARS (возбудитель атипичной пневмонии 2003 года).
  • Это связано с выбранным эпитопом S-белка, который почти идентичен у SARS-CoV-2 и исходного вируса SARS.
  • Данный эпитоп взят из невзаимодействующего с клеткой региона S-белка, который менее подвержен мутациям. Он высоко консервативен среди известных вариантов SARS-CoV-2 (включая, предположительно, Delta).
  • Это даёт надежду на создание панкоронавирусной вакцины, способной защищать от будущих пандемий.

Технология «plug and play»

Технология универсальна и быстра в адаптации:

  1. Вырастить наночастицы (растительного вируса или бактериофага).
  2. Присоединить к их поверхности антиген (фрагмент белка) целевого вируса, патогена или биомаркера.
  3. Используется одно и то же оборудование и химия. Меняется только антиген.

Ранее по этой «рецептуре» уже создавались кандидатные вакцины против ВПЧ и холестерина.

Следующие шаги

До клинических испытаний ещё далеко. Следующий этап — проверить, защищают ли вакцины от заражения COVID-19, его вариантами и другими опасными коронавирусами в условиях in vivo.

2021-09-07