Tempo opracowywania szczepionek stało się jednym z kluczowych wyzwań zdrowia publicznego w XXI wieku. Doświadczenia pandemii COVID-19 pokazały, że nawet najbardziej zaawansowane technologie mają swoje ograniczenia – od kosztów po logistykę dystrybucji. Naukowcy z University of Virginia (UVA Health) przedstawili nową platformę, która może znacząco skrócić czas projektowania szczepionek, obniżyć koszty produkcji i ułatwić ich globalną dystrybucję.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak działa nowa platforma szczepionkowa opracowana przez zespół z University of Virginia i czym różni się od technologii mRNA,
- Dlaczego czas opracowania szczepionki może skrócić się do około 3 tygodni, zamiast deklarowanych dziś 100 dni,
- Jakie znaczenie mają niższe koszty i brak konieczności głębokiego mrożenia dla globalnej dystrybucji szczepionek,
- W jaki sposób platforma może wpłynąć na gotowość świata na przyszłe pandemie, także w krajach o ograniczonych zasobach.
Platforma szybsza niż szczepionki mRNA
Zespół kierowany przez dr. Stevena L. Zeichnera z Wydziału Medycznego Uniwersytetu Wirginii opracował innowacyjną platformę szczepionkową, która – według autorów – może być jeszcze szybsza niż technologie mRNA. Jej celem jest umożliwienie błyskawicznej reakcji na nowe zagrożenia zakaźne, zarówno u ludzi, jak i u zwierząt. Jak podkreśla badacz:
Dostępne obecnie technologie pozwalają na produkcję doskonałych, bezpiecznych i skutecznych szczepionek przeciwko wielu chorobom. Jednak przyniosłoby to wiele korzyści, gdyby szczepionki można było wytwarzać znacznie szybciej, taniej i łatwiej je dystrybuować. Staramy się opracować nową metodę lub platformę, która pozwoli nam szybko produkować szczepionki przeciwko istniejącym i nowym chorobom zakaźnym zagrażającym ludziom i zwierzętom.
Przełamywanie barier logistycznych i kosztowych
Jednym z kluczowych atutów nowej platformy jest możliwość ominięcia ograniczeń charakterystycznych dla szczepionek mRNA, takich jak konieczność przechowywania w bardzo niskich temperaturach. Szczepionki opracowane w nowym systemie mają być stabilne w standardowych warunkach chłodniczych. Dr Zeichner wyjaśnia:
Mamy nadzieję, że szczepionki wytwarzane z wykorzystaniem tej nowej platformy będą bardzo łatwe i niedrogie w produkcji w istniejących fabrykach na całym świecie, z wykorzystaniem bardzo powszechnych i łatwo dostępnych materiałów wyjściowych, a także stabilne w typowych temperaturach panujących w lodówkach, co ułatwi ich dystrybucję.
To oznacza potencjalną możliwość produkcji szczepionek lokalnie, także w krajach o ograniczonych zasobach infrastrukturalnych.
Dowód koncepcji: wysoka immunogenność
Platforma została już zbudowana i przeszła etap testów typu proof of concept. Wyniki pokazują, że możliwe jest wytwarzanie szczepionek o bardzo wysokiej immunogenności, czyli zdolności do wywoływania silnej odpowiedzi układu odpornościowego.
W najbardziej obiecującym scenariuszu zespół osiągnął nawet ośmiokrotne zwiększenie immunogenności w porównaniu z pierwotną wersją szczepionki testowej, co stanowi istotny argument za dalszym rozwojem technologii.
Jak działa nowa platforma szczepionkowa?
Proces projektowania i produkcji szczepionki opiera się na kilku jasno zdefiniowanych etapach:
- Identyfikacja celu immunologicznego – fragmentu patogenu, który może skutecznie pobudzić odporność.
- Projekt szczepionki z uwzględnieniem elementów wzmacniających odpowiedź immunologiczną.
- Weryfikacja struktury białek przy użyciu narzędzi opartych na sztucznej inteligencji, takich jak AlphaFold.
- Synteza DNA przez wyspecjalizowaną firmę i umieszczenie go w plazmidzie.
- Produkcja w bakteriach, ich hodowla i inaktywacja w celu uzyskania gotowej szczepionki.
W porównaniu z technologią mRNA cały proces jest prostszy i opiera się na rozwiązaniach znanych przemysłowi od ponad stu lat, co zwiększa jego skalowalność.
Potencjał globalny: ratowanie życia i obniżanie kosztów
Koszt produkcji szczepionki opracowanej w tej technologii może być znacznie niższy niż 1 dolar za dawkę, co radykalnie zmienia perspektywę dostępu do profilaktyki chorób zakaźnych w skali globalnej. Jak zaznacza dr Zeichner:
Wiemy, że w czasie pandemii bardzo ważne jest, aby każdy mógł się zaszczepić. (…) Ochrona wszystkich ludzi na świecie to nie tylko cel altruistyczny, ale także egoistyczny. Badacz dodaje również: rządy i inne podmioty deklarują, że nowa szczepionka przeciwko zagrożeniu pandemicznemu powinna być gotowa w ciągu 100 dni, ale uważamy, że dzięki naszej platformie możemy stworzyć nową szczepionkę do testów w ciągu 3 tygodni.
Szczegóły badań zostały opublikowane w recenzowanym czasopiśmie naukowym Vaccines, w formule otwartego dostępu. Uniwersytet Wirginii złożył już wnioski patentowe dotyczące platformy, co wskazuje na gotowość do dalszego rozwoju i komercjalizacji technologii.
Główne wnioski
- Nowa platforma szczepionkowa opracowana przez zespół dr. Stevena L. Zeichnera umożliwia projektowanie kandydatów na szczepionki szybciej niż technologie mRNA.
- Czas przygotowania szczepionki do testów może zostać skrócony nawet do około 3 tygodni, co ma kluczowe znaczenie w sytuacjach epidemicznych.
- Niskie koszty produkcji (potencjalnie poniżej 1 dolara za dawkę) oraz stabilność w temperaturze lodówki ułatwiają globalną dystrybucję.
- Platforma ma potencjał nie tylko dla ludzi, ale także dla ochrony zdrowia zwierząt, co może ograniczać ryzyko przenoszenia chorób odzwierzęcych.
Źródło:
- https://www.mdpi.com/2076-393X/14/1/14
- University of Virginia School of Medicine’s
