Polacy pomogą w opracowaniu szczepionki na COVID-19

Prace nad nowymi, bezpiecznymi szczepionkami mogą trwać nawet 10-15 lat; trudno to zmieścić w roku czy dwóch - mówi wirusolog, dr hab. Ewelina Król. Wraz z zespołem naukowców z Gdańska prowadzi ona prace, których efekty można będzie wykorzystać w potencjalnym preparacie chroniącym ludzi przed SARS-CoV-2. Dr hab. Ewelina Król pracuje w Zakładzie Szczepionek Rekombinowanych Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego.

PAP: Jakie są szanse na powstanie szczepionki przeciw SARS-CoV-2? Mimo prowadzonych wcześniej badań nie ma szczepień przeciwko SARS i MERS.

Dr hab. Ewelina Król: Mamy teraz do czynienia z pandemią o dużym zasięgu. SARS i MERS oryginalnie pochodziły z Azji i były to choroby o wysokiej śmiertelności, ale o ograniczonym zasięgu. Wirus MERS wciąż krąży w populacji, natomiast epidemia wirusa SARS trwała krótko. Mimo tego prowadzono intensywne badania nad szczepionką, choć po wygaśnięciu epidemii firmy farmaceutyczne się z nich wycofały. Przestało się to po prostu opłacać. To prawdopodobnie był błąd, bo teraz widać, że korzystamy z wyników tamtych badań.

Teraz będzie inaczej?

Myślę, że szczepionka powstanie. Na przykład firma Moderna prowadzi obiecujące badania nad szczepionką opartą o mRNA. Jednak nie wiadomo, jak potoczą się jej losy. W pierwszej fazie badań klinicznych wzięło udział 45 ochotników. Według udzielonych informacji, u ośmiu pojawiły się przeciwciała chroniące przed wirusem. Jednak firma nie podała, czy u pozostałych uczestników te przeciwciała nie powstały, czy jeszcze nie zostali oni w pełni przebadani. Jeśli szczepionka zadziałała tylko u 8 osób spośród 45 - nie daje to dużych nadziei na jej wystarczającą skuteczność, która pozwoli wprowadzić ją na rynek. Prace nad kolejną szczepionką, tym razem opartą na wektorze adenowirusowym, prowadzone przez firmę AstraZeneca, są również bardzo zaawansowane.

Na czym polega największa trudność?

Trudności jest kilka. Po pierwsze wirusy są bardzo zmienne. Jeśli mielibyśmy dostępną szczepionkę przeciw jednemu koronawirusowi - nie oznacza to, że moglibyśmy jej użyć przeciwko innemu. Zazwyczaj musimy mieć nową szczepionkę dla każdego patogenu. Drugi kłopot wiąże się z tzw. wzmocnieniem infekcji zależnym od przeciwciał (ang. antibody-dependent enhancement - ADE).

Na czym to polega?

Szczepionki przeciwko koronawirusom opierają się zwykle na konkretnym białku wirusa - glikoproteinie S, zwaną też białkiem spike. Prowokuje ono układ immunologiczny zakażonego człowieka do produkcji licznych przeciwciał, atakujących wirusa. Niestety powoduje też powstawanie przeciwciał, które mają niski poziom neutralizacji wirusa i łączą się z nim w taki sposób, że wirus łatwiej wnika do niektórych komórek. Zatem zamiast chronić przed infekcją - takie przeciwciała ją napędzają. Tak zaszczepiony człowiek przechodziłby chorobę jeszcze ciężej. Podobny problem dotyczył wycofanej szczepionki przeciwko wirusowi dengi.

Można tę przeszkodę jakoś pokonać?

Rozwiązanie może polegać na takiej modyfikacji białka spike, aby spowodować powstawanie przeciwciał ochronnych - i jednocześnie tylko w minimalnym stopniu prowokować powstawanie przeciwciał wzmacniających zakażenie.

Czy tym właśnie Państwo zajmują się w swojej pracy?

Na prace nad tego typu modyfikacją białka strukturalnego spike uzyskaliśmy grant z Narodowego Centrum Nauki, w programie Szybka Ścieżka dostępu do funduszy na badania nad COVID-19.

W szczepionce podawałoby się właśnie tak zmodyfikowane białko?

Podanie oczyszczonego białka może być jednym z rozwiązań - jednak nie zawsze najlepszym, ponieważ białko oddzielone od reszty białek wirusa może mieć nieco inny kształt, niż w połączeniu z nimi. Nasz zespół pracuje nad opracowaniem tzw. cząstek wirusopodobnych. W uproszczeniu można powiedzieć, że to taki płaszcz wirusa, ale bez materiału genetycznego w środku. Składa się z różnych białek, które imitują naturalną strukturę. Jednocześnie - ponieważ takie puste otoczki wirusowe nie zawierają materiału genetycznego - mogą pobudzać układ odpornościowy, nie powodując zakażenia. Chcemy tworzyć takie cząstki ze zmodyfikowanym białkiem spike, które będą produkowane zarówno w komórkach ssaczych, jak i owadzich.

Jeśli się uda, co dalej?

Jako jednostka naukowa prowadzimy badania podstawowe. Nasz wynalazek - już po dopracowaniu - chcemy wstępnie przetestować na myszach. Jednak nie dysponujemy funduszami nawet na rozpoczęcie badań przedklinicznych, czyli testów na kolejnym modelu zwierzęcym. Tymczasem po tym etapie konieczne są zawsze ogromnie kosztowne badania kliniczne. Jeśli uda się nam osiągnąć sukces, będziemy szukali firmy farmaceutycznej, z którą możemy rozpocząć współpracę.

Jaka jest szansa, że takie firmy będą zainteresowane Państwa technologią?

Jeśli nasz potencjalny preparat szczepionkowy będzie skuteczny w badaniach z użyciem modelu mysiego - to myślę, że jest duża ze względu na potencjalny zysk. Rozwijane przez nas podejście może być też skuteczne w odniesieniu do ewentualnych przyszłych pandemii. Białka spike są bowiem do siebie podobne u różnych koronawirusów. Może więc udałoby się nawet stworzyć uniwersalną szczepionkę przeciwko koronawirusom, ale to daleko idące plany.

Na podstawie tego, co Pani powiedziała o cząstkach wirusopodobnych, można odnieść wrażenie, że są bardzo bezpieczne. Jak wypadają pod tym względem w porównaniu do innych typów szczepionek?

Szczepionki oparte na cząstkach wirusopodobnych są bezpieczne, gdyż - jak wspomniałam - nie zawierają materiału genetycznego wirusa. Ponadto takie szczepionki są już dopuszczone przez Agencję Żywności i Leków (ang. Food and Drug Administration - FDA) i wprowadzone na rynek. Cząstki wirusopodobne stosuje się np. w szczepionkach przeciwko zapaleniu wątroby typu B czy wirusowi brodawczaka ludzkiego. Tymczasem np. szczepionki oparte na mRNA, takie jak wspomniana szczepionka opracowywana przez firmę Moderna, nie zostały jeszcze dopuszczone do stosowania u ludzi.

Nad jakimi szczepionkami przeciw COVID-19 pracuje się jeszcze na świecie?

Przekrój jest duży. Najbardziej zaawansowane są prace nad wspomnianymi preparatami opartymi na mRNA, ponieważ metoda ich produkcji jest krótka - oraz nad szczepionkami opartymi na wektorach adenowirusowych. Adenowirusy (jedna z rodzin wirusów - PAP) są wektorem wprowadzającym obce geny do organizmu gospodarza. W efekcie tego zabiegu gospodarz zaczyna produkować określone białko, które pobudza układ odpornościowy. Są też testowane różne podejścia do uzyskiwania cząstek wirusopodobnych, które produkuje się np. w komórkach drożdży, owadzich czy ssaczych. Są też badane szczepionki oparte na samym DNA. Tutaj pojawiają się jednak obawy, że takie fragmenty DNA mogłyby wbudowywać się do genomu, czego nie chcemy.

Patrząc na te wszystkie badania, jak by Pani oszacowała czas, który dzieli nas od powstania pierwszej szczepionki?

Trudno na takie pytanie odpowiedzieć, ale raczej nie będzie to za rok. Po badaniach podstawowych, takich jak np. nasze, prowadzi się testy przedkliniczne, potem konieczne są trzy fazy badań klinicznych. W pierwszej preparat testuje się na niewielkiej grupie zdrowych ochotników, w drugiej fazie biorą udział setki osób, a w trzeciej tysiące. W zwykłym trybie każda faza badania klinicznego trwa średnio dwa lata. Badania podstawowe - jeśli zaczyna się od zera - trwają od 5 do 10 lat. Badania przedkliniczne, zależnie od modelu, obejmują dwie tury po 2 lub po 4 lata. W najdłuższym wariancie otrzymujemy więc ponad 20 lat.

Trudno taki czas nawet odnieść do jednego roku...

EK: W przypadku wspomnianej na początku szczepionki opartej na mRNA, przeskoczono od razu do pierwszej fazy badań klinicznych i w przyspieszonym tempie rozpoczęto drugą. Procedury w przypadku pandemii są czasami skracane, aby w miarę szybkim tempie stworzyć szczepionkę. Bezpieczeństwo jest jednak najważniejsze i nikt nie podpisze się pod czymś, co nie jest w 100 proc. bezpieczne.

Jednocześnie, ponieważ szczepionki wykorzystujące mRNA w ogóle jeszcze nie zostały dopuszczone do stosowania u ludzi, twórcy preparatu muszą szczególnie dobrze wykazać, że jest on bezpieczny. Powstaje więc kłopot.

Zatem nawet jeśli skrócimy drugą fazę badań klinicznych, trzeba będzie przeprowadzić testy na tysiącach ochotników w fazie trzeciej. Jak już wspomniałam, nawet gdyby badania kliniczne udało się przeprowadzić nie w cztery, a nawet w dwa lata - to trzeba pamiętać, że gotową szczepionkę trzeba wyprodukować na masową skalę. Będzie w tym celu musiała rozbudować infrastrukturę - postawić nowe, wielkie fabryki. Myślę więc, że gotowa szczepionka w 12 miesięcy to raczej taka "gwiazdka z nieba". To raczej mało realne.

Rozmawiał Marek Matacz