Comment un vaccin contre le coronavirus est créé et peut-il arrêter une pandémie

2024 Auteur: Malcolm Clapton | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 03:55

De manière inattendue, il n'est pas nécessaire d'accélérer les travaux sur le vaccin.

Des dizaines d'entreprises de biotechnologie et d'institutions scientifiques se battent contre la pandémie pour créer différentes options de vaccin contre le nouveau coronavirus SRAS - CoV - 2. Nous cherchons quelles technologies sont utilisées pour les développer, combien de temps il faudra avant que le vaccin COVID-19 puisse être vacciné et si le futur vaccin sera capable d'arrêter la pandémie.

Chaque fois que l'humanité est confrontée à une nouvelle infection, trois courses se lancent simultanément: pour un médicament, un système de test et un vaccin. La semaine dernière, le Centre scientifique de Rospotrebnadzor a commencé à tester un vaccin contre le nouveau coronavirus, en testant un vaccin anti-coronavirus sur des animaux, et aux États-Unis, l'essai clinique NIH d'un vaccin expérimental pour COVID-19 commence. Est-ce à dire que la victoire sur l'épidémie est proche ?

Selon l'OMS, environ 40 laboratoires dans le monde ont annoncé le DRAFT paysage des vaccins candidats COVID-19 - 20 mars 2020 qu'ils développent des vaccins contre le coronavirus. Et malgré le fait qu'il y ait des chefs de file parmi eux - par exemple, la société chinoise CanSino Biologics, qui a reçu l'autorisation RECOMBINANT NOVEL CORONAVIRUS VACCINE (ADENOVIRUS TYPE 5 VECTOR) APPROUVÉ POUR ESSAI CLINIQUE pour des essais humains, et l'américain Moderna, qui a déjà commencé, - Il est maintenant difficile de prédire laquelle des entreprises remportera cette course et, surtout, si le développement de vaccins dépassera la propagation du coronavirus. Le succès dans cette course dépend notamment du choix de l'arme, c'est-à-dire du principe sur lequel est construit le vaccin.

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 ces informations sont quelque peu dépassées. "Inactivés (" tués ". - Env. N + 1.) Et atténués (affaiblis. - Env. 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 Lomonossov de Moscou. - Il est cher. Il est difficile à transporter et à stocker, de nombreux vaccins arrivent là où ils sont nécessaires (si l'on parle, par exemple, de l'Afrique) dans un état tel qu'ils ne protègent plus personne."

De plus, il n'est pas sécurisé. Afin d'obtenir une dose élevée du virus "tué", vous devez d'abord acquérir de grandes quantités de vivants, ce qui augmente les besoins en équipement de laboratoire. Ensuite, il doit être neutralisé - pour cela, ils utilisent, par exemple, des ultraviolets ou du formol.

Mais où est la garantie que parmi la multitude de particules virales "mortes", il n'y en aura plus qui puisse provoquer la maladie ?

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 cela produit un virus avec de nouvelles propriétés, et toutes ne peuvent pas être prédites à l'avance. Encore une fois, où est la garantie qu'une fois à l'intérieur du corps, le virus ne continuera pas à muter et à produire une « progéniture » encore plus « maléfique » 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 » sont minoritaires - Vaccins antigrippaux de nouvelle génération: les opportunités et les défis sont minoritaires - seuls 2 des 18 vaccins approuvés en Europe et aux États-Unis d'ici 2020 sont organisés. Sur plus de 40 projets de vaccins contre le coronavirus, un seul est organisé selon ce principe - l'Indian Institute of Serum y est engagé.

Diviser et vacciner

Il est beaucoup plus sûr d'introduire le système immunitaire non pas dans l'ensemble du virus, mais dans une partie distincte de celui-ci. Pour ce faire, vous devez sélectionner une protéine grâce à 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, c'est pourquoi ces protéines sont appelées génétiquement modifiées ou recombinantes.

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

En tant que porteur, des chercheurs de l'Université d'État de Moscou proposent d'utiliser le virus de la mosaïque du tabac. Virus de la mosaïque du tabac - "Wikipédia" (c'est d'ailleurs le tout premier virus découvert par l'homme). Il ressemble généralement à un bâton mince, 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 mêmes antigènes." Si vous recouvrez le virus de la mosaïque du tabac de protéines de coronavirus, il se transforme pour le corps en une imitation de la particule virale SARS - CoV - 2. « Le virus de la mosaïque du tabac », note Karpova, « est un immunostimulant efficace pour le corps. En même temps, puisque les virus végétaux ne peuvent pas infecter les animaux, y compris les humains, nous fabriquons un produit absolument sûr. »

La sécurité des 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. En outre, beaucoup utilisent d'autres virus porteurs - par exemple, des vecteurs adénoviraux ou même des virus vivants modifiés de la rougeole et de la variole qui infectent les cellules humaines et s'y multiplient avec les 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 dans la 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 l'injection, une personne reçoit une décharge lumineuse, en conséquence, la perméabilité des membranes cellulaires augmente et des brins d'ADN pénètrent à l'intérieur. 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 à la démontrer au système immunitaire, et elle déploie une réponse immunitaire même en l'absence de virus.

Cette méthode est assez nouvelle, il n'y a aucun vaccin au monde qui fonctionnerait sur ce principe.

Néanmoins, selon l'OMS, sept entreprises tentent à la fois de fabriquer un vaccin contre le coronavirus à partir de celui-ci. 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 en provenance de Russie: le Vector Scientific Center de Novossibirsk (selon Rospotrebnadzor, il teste jusqu'à six modèles de vaccins en même temps, et l'un d'eux est basé sur l'ARN), Biocad et le Centre Scientifique et Clinique de Médecine de Précision et Régénérative prix Kazan.

"En principe, il n'est pas si difficile de créer un vaccin", explique Albert Rizvanov, directeur du Centre, professeur du Département de génétique à l'Institut de médecine fondamentale et de biologie de l'Université fédérale de Kazan. "Les vaccins de thérapie génique sont les plus rapides en termes de développement, car il suffit de créer une construction génétique." Le vaccin, 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 tester avec un virus vivant est un ordre complètement différent. »

Vicissitudes et astuces

Une fois que les vaccins sont transformés de développements théoriques en objets de recherche, les obstacles et les restrictions commencent à pousser 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 la prochaine étape, 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 tombent pas malades avec tous les virus humains, et le tableau de la maladie peut également être très différent. Par conséquent, les vaccins sont souvent testés sur des furets. Si l'objectif est de travailler avec des souris, il faut alors des souris génétiquement modifiées, qui portent sur leurs cellules exactement les mêmes récepteurs auxquels le coronavirus « s'accroche » dans le corps du patient. Ces souris ne sont pas bon marché Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT (des dizaines ou vingt mille dollars par ligne). Certes, vous pouvez parfois économiser de l'argent - acheter quelques individus et les reproduire en laboratoire - mais cela allonge la phase de test préclinique.

Et si nous sommes encore capables de résoudre le problème du financement, alors le temps reste une difficulté insurmontable. Selon Rizvanov, 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 de biomédecine (ils développent un vaccin basé sur une protéine recombinante) Veronika Skvortsova a suggéré que la FMBA de Russie recevra les premiers résultats des tests de prototypes d'un vaccin contre le coronavirus en juin 2020, qu'un vaccin fini pourrait apparaître dans 11 mois.

Il y a plusieurs étapes auxquelles 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 faire un autre, ils en avaient assez du génome décodé du nouveau virus. Des 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 précédents vaccins contre d'autres maladies.

L'idéal serait une plateforme qui permette 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 simultanément contre le COVID-19, le SRAS et le MERS. Nous pensons même que nous pouvons empêcher de telles épidémies à l'avenir. Il existe 39 coronavirus, certains d'entre eux sont proches des coronavirus humains, et on comprend parfaitement ce que c'est que de franchir la barrière des espèces (« sauter » un virus des chauves-souris aux humains. - Note N+1). Mais s'il existe un vaccin comme Lego, nous pouvons y mettre la protéine d'un virus qui a pris naissance quelque part. Nous le ferons dans les 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 les tests précliniques, 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 à des essais cliniques chez l'homme. C'est exactement ce que Moderna a fait - la société s'est limitée à un contrôle de sécurité rapide et est allée directement à la recherche humaine. Cependant, il convient de rappeler que le médicament qu'elle essaye est l'un des plus sûrs. Étant donné que 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 contre quoi réagir de manière agressive. Le pire qui puisse arriver est que le vaccin soit inefficace. Mais cela reste à vérifier.

Mais la production de vaccins, apparemment, n'est pas une étape limitante. "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 si cela 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 de lui-même à l'intérieur de l'organisme, il est alors rapidement éliminé et sa concentration est insuffisante. réponse. 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, COVID-19 est le cas même où l'accélération des essais humains semble impraticable pour beaucoup.

La mortalité due à la maladie est aujourd'hui estimée à quelques pour cent, et cette valeur sera probablement encore réduite dès qu'il deviendra clair 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 comparable à l'infection elle-même. Et le nouveau coronavirus est loin d'être assez "en colère" pour, selon les mots de Rizvanov, "mettre complètement de côté toutes les considérations de sécurité". Le scientifique estime que dans la situation actuelle, la quarantaine est la plus efficace.

Cependant, selon Karpova, il n'y a pas de besoin urgent d'un vaccin dans un avenir proche. "Il n'y a pas besoin 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. « Pendant une épidémie, aucune vaccination n'est recommandée, même de routine, qui est incluse dans le calendrier vaccinal. Parce qu'il n'y a aucune garantie qu'une personne ne soit pas dans la période d'incubation, et si un vaccin est appliqué à ce moment, des événements indésirables et une efficacité vaccinale réduite 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 où il s'agit 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 variole apportée par Kokorekin, Alexei Alekseevich - "Wikipedia" d'Inde par l'artiste Alexei Kokorekin.

« Mais le coronavirus n’est absolument pas une telle histoire. D'après 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. Tant qu'il n'y a pas de virus, il est presque impossible de créer un vaccin. Dès l'apparition du virus, 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 d'épidémies précédentes d'infections à coronavirus - le MERS et le SRAS ont pris fin trop rapidement et la recherche a perdu son financement. Mais s'il n'y a eu aucun cas de SRAS dans le monde depuis 2004, alors le dernier cas de MERS remonte à 2019, et personne ne peut garantir que l'épidémie ne se reproduira plus. De plus, un vaccin contre des infections antérieures pourrait fournir une plate-forme stratégique pour le développement de futurs vaccins.

Karpova note que même après la disparition de cette épidémie de COVID-19, une autre épidémie 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'État devrait disposer d'un tel vaccin, ainsi que d'un système de test."

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