в-к Лечител
в-к Лечител
 

СЪЩНОСТТА НА ВАКСИНИТЕ СРЕЩУ COVID-19

Брой: 28, 15 юли 2021 - ЖЕЛЯЗОТО
Първият случай на COVID-19 (SARS-CoV-2), довел до световна пандемия, бе регистриран в град Ухан, провинция Хубей, Китай, през декември 2019 г.

Въпреки повсеместно предприетите предпазни мерки (маски, пространствено отдалечаване на хората, карантина на болни и контактни, изолация на цели региони) властите се оказаха безсилни да ограничат разпространението на инфекцията. Потвърди се, че единственият начин да се спре и ликвидира епидемията е само създаването на повсеместен ефективен имунитет чрез получаване и приложение на безопасни и ефективни ваксини. И веднага започнаха проучвания за тяхното създаване. Първо трябваше да се реши каква ваксина да бъде произведена. Ако е на базата отслабване на щама, ще са необходими минимум 1-2 години, когато епидемията ще е вече отминала. Ако е съставена от убити вируси, създаденият имунитет ще бъде непълноценен и кратък. Затова изследователите избраха неизползвани досега генетичните подходи – чрез информационната РНК – иРНК (messеnger RNA-mRNA) и векторен методи.

И двата метода имат обща цел - индуциране на антитела, насочени срещу протеин S, разположен по повърхността на шиповете на вируса SARS-CoV-2, който има свойствата на антиген и функционално съответствие с рецепторите АСЕ2, разположени по повърхността на алвеолните клетки на белия дроб.

Механизми за създаването на ваксините

Както споменахме, за създаване на ваксините са използвани два подхода: метода информационна РНК – иРНК (в статията ще използваме българския превод) и векторния методи. От там и наименованието на ваксините - информационни и векторни. По-долу ще опишем накратко двете технологии.

Информационни РНК-ваксини

Първо ще отбележим, че опитите за добиване извън клетъчно иРНК започнаха още в началото на 70-те години на миналото столетие. Първите продукти бяха извлечени от бактериофаги. През 1989 г. излезе първото съобщение за използването на иРНК за лечение на някои видове злокачествени тумори. През 1993 г. бе получена извън клетъчно грипна иРНК. Приложена инжекционно тя кодира нуклеопротеин. Появи се намерението да бъде използван за противогрипна ваксина. Но при тогавашното ниво на генното инженерство не можеше да се добие голямо количество иРНК и проектът бе изоставен. При сегашното състояние на генетиката изследователите преодоляха това препятствие и само за няколко месеца успяха да разработят технология за получаване на иРНК в количества, необходими за създаването на ваксини срещу SARS-CoV-2.

По същество този механизъм се покрива с нормалната функция на човешката клетката за производство на собствените си протеини. Да я опишем накратко. В генома на клетката съществуват гени, които непрекъснато кодират иРНК вериги. Всяка верига кодира определен протеин (белтък) в зависимост от структурата й. След създаването им, те се отправят към рибозомите и се вмъкват в техния канал. Всяка рибозома конструира протеин в зависимост от структурата на влязлата в нея иРНК.

Освен иРНК, клетъчният геном кодира и 20 вида къси нуклеинови верижки, транспортни РНК (тРНК), които са 20 вида, всеки съответстващ на отделна аминокиселина. Тяхната роля е да хващат и завеждат аминокиселините до рибозомите и да ги предават на вмъкнатите в тях иРНК, които ще ги свързват и изграждат протеините. През цялото време тРНК циркулират свободно в протоплазмата на клетката, докато бъдат информирани по електронен път от вмъкнатите в рибозомите иРНК от кои аминокиселини се нуждаят и по-какъв ред да ги транспортират до рибозомите, за да изгради съответния протеин. Затова тези малки молекули знаят два „езика“ : на иРНК и на аминокиселините. Информирани, тРНК залавят съответстващите им аминокиселините и ги привлачват до рибозомите и когато им дойде редът, използвайки водородни връзки, поставят аминокиселината на съответно за нея място в иРНК. От своя страна, иРНК свързва новопостъпилата аминокиселина с предходната. И така, в единия край на рибозомата влизат аминокиселините, от другия излизат създадените протеини.

РНК вирусите са два вида - с положителна (+) РНК и с (- )РНК. Тези, с (+)РНК имат всички необходими елементи за самостоятелно размножение в цитоплазмата на клетката, докато (-)РНК нямат - затова се превръщат в ДНК и се присъединяват към генома на клетката, който е ДНК, за да я използват в кодиране на липсващите им елементи.

При естествената инфекция, когато коронавирусът, който е с +РНК, се доближи до алвеолната клетка, протеинът S, се свързва с рецептора АСЕ2 на алвеолната клетка, връзката се стопява и се отваря вратичка, през която коронавирусът влиза в клетката. Важно е да отбележим, че вирусът преди да се гмурне в цитоплазмата на клетката съблича обвивката на генома си (РНК) и влиза „гол“ в клетката. Веднъж влязъл, голият геном блокира генома на клетката и, използвайки собствен ензим (полимераза), започва да се размножава. В процеса на размножението си той създава иРНКови вериги, които отиват в рибозомите, за да изградят протеини, съставки, „облекла на голото потомство“ вируси. Вмъкнати в рибозомата, те нареждат на клетъчните тРНК да им доставят нужните аминокиселини, намиращи се в протоплазмата на клетката, за съответния протеин. Новите голи вируси отиват в определено място в цитоплазмата, където пристига и изработеното облекло, обличат се и се превръщат в оформени вирусни телца. Както вече отбелязахме, структурните протеини участват в структурата и обличането на произведените вирусни РНК. Една част от четвъртия вид, протеин S, отива и сяда на върха на вирусите коронки, другата част влиза в контакт с имунните структури на клетката и в резултат на взаимодействието с тях, се създава имунен отговор.

Размножението, създаването на новите вируси, продължава докато се изчерпи напълно клетъчното съдържание. Клетката умира, а новосъздаденото потомство, около стотина на брой, се отправя към здравите алвеоли, за да се вмъкнат в тях и да продължат размножението. И така, унищожавайки алвеолите, те сриват дихателната система на организма.

Именно описаните процеси пораждат идеята у изследователите да създадат ваксина, съдържаща само иРНК, която изгражда протеин S, а не цели вируси.

Как се произвеждат иРНК извън клетката, всяка фирма производител пази в тайна

Инжектирани в тялото, те ще се вмъкват в рибозомите и ще нареждат на клетъчните тРНК да ги снабдяват с необходимите аминокиселини и ще изграждат протеини S. Уникалното е, че се създава имунен отговор без въвеждането на целите вируси. Следва да допълним, че иРНК вериги не се размножават, а отиват направо в рибозомата. Затова всяка доза ваксина трябва да съдържа голям брой иРНК вериги.

В условията на съвременната генетика идеята се оказа осъществима, въпреки трудното й изпълнение. Но в процеса на процедурата се появява нова трудност. иРНК веригите са нестабилни и внедрени в тялото, свободно циркулиращите рибонуклази в организма ги разграждат. Трябваше да се намери защитна обвивка на иРНК. След дълго търсене накрая се намери изход - обвиването им с липиди. Следователно всяка доза от ваксината съдържа голям брой коронавирусни иРНК, обвити в липиди и напълно безвредни. Приложена в тялото, ваксината дава имунен отговор до 95%.

От първите създадени 5 ваксини, тези на фирмите Moderna и Pfizer са иренкови (иРНК).

Векторни вирусни ваксини

Векторния метод е познат отдавна, но е използван главно за терапията на редица видове рак, на хронични и генетични болести чрез пренасяне на ензими и медикаменти.

Векторните вирусни ваксини се основават на концепцията, че са живи ваксини, които притежават способността за размножение. При използването им за създаване на вирусни ваксини, уникалното при тях е, че не се използва целият вирус, а се използва само онази част от неговата нуклеинова верига (гена), която кодира нужния протеин. С молекулярна „ножица“ той се изрязва и се „пришива“ към нуклеиновата верига на друг вирус, непатогенен за човека. Този рекомбиниран вирус, внедрен в тялото, навлиза в клетките, започва да се размножава и да създава непрекъснато иРНК, които носят и гена на желания протеин.

В нашия случай (COVID-19) се изрязва онази част от РНК (генома ) на SASR-CoV-2, която кодира протеин S, който, както вече споменахме, има антигенни свойства и се пришива към генома на вектора. Векторът е жив вирус, който, внедрен в тялото, се размножава, кодира непрекъснато иРНК-ови частици, които отиват в рибозомите, съобщават на клетъчните тРНК да започнат доставката на необходимите аминокиселини за производство на собствените си протеини. Но в иРНК на вектора съществува и поредицата нуклеотиди, които кодират протеин S на RASR-CoV-2, затова тя изгражда и него. След като излезе от рибозомата, протеин S се отправя към имунната система на клетката, влиза в контакт с нейните структури и в резултат се създава имунен отговор срещу коронавируса.

 Колосът Merck Sharp & Dohme си партнира с корпорацията Международна инициатива за ваксини срещу СПИН и използвайки за вектор Везикуларния стоматитен вирус, в чийто геном е прешит генът на протеин S, взет от SARS-CoV-2, направиха собствена ваксина срещу COVID-19. Използваният вирус за вектор, преживява в епитела на устната кухина, без да предизвиква заболяване и е напълно безвреден.

 Останалите 2 ваксини - на компанията Johnson&Johnon Novax в САЩ и на консорциума Astra-Zeneca, в сътрудничество с университета в Оксфорд, Англия, също са векторни, но за вектори използват безвредни аденовируси. Ние вече знаем, че аденовирусите са около стотина вида, но само 3 са патогенни за човека и шимпанзетатa, и причиняват леки инфекции. Останалите са безвредни. Компанията използва безвреден аденовирус, изолиран от шимпанзе, а консорциумът – безвредния човешки аденовирус 26.

Едновременно с усилията за създаване на горните 5 ваксини, започнаха и опити за създаване на подобни ваксини и редица други фармацевтични фирми. В Китай национална фирма създаде ваксина и оповести, че до средата на ноември са имунизирани над 1 000 000 души. В Русия е създадена ваксината „Спутник“ и се прилага в страната и в още редица държави. Опити за създаване на ваксини се провеждат от френската компания“ Санофи“, британската „Глаксо Смитклайн“, германската „Кюре-Вак“ с участието и на специалисти от Института „Пол Ерлиш“ и редица други фирми.

Пандемията на COVID-19, причиняваща големи здравни и икономически вреди в световен мащаб, провокира учените да създадат в кратък срок ваксини, немислими до преди една година. Досегашното приложения на описаните ваксини показват, че те са леко поносими, без сериозни странични ефекти и създават имунитет до 95% при ваксинираните. Но крайните резултати за тяхната ефективност престои да научим в бъдеще.

 Получените ваксини по новата технология поставят началото на нова ера във ваксиналната профилактиката на вирусните инфекции.

 Проф. д-р Христо ОДИСЕЕВ

 



Брой: 28, 15 юли 2021
 
 
Продукти
 
РЕМАСАН® (REMASAN)
 
Витамар Крил
 
ПИМАКС CD КАЛЦИЙ+МАГНЕЗИЙ (PIIMAX)
 
Lechitel.BG :::
 
pycnogenol
Lechitel.BG :::
 
Taloni-otstupki
 
e-shop
 
baner pesheva
 
Dobipress abonament
 
www.lechitel.bg
 
Избери цвят 
© 2007 Лечител ООД