Могут ли ДНК-вакцины стать следующим инструментом мировой борьбы с COVID?

Ожидается, что вакцина, разработанная компанией Zydus Cadila, будет доступна для использования уже в следующем месяце, что вселяет надежду в страну, в которой от вируса погибло более 447 000 человек.

Что такое ДНК-вакцина, и может ли этот новый класс вакцинации стать следующим инструментом мировой борьбы с COVID-19?

«ДНК-вакцина — это форма программной вакцины», — пояснил профессор Джонатан Гершуни из Тель-Авивского университета.

Апоптотическая вакцина — это вакцина, при которой ученые вводят вакцину с использованием чертежа вируса — только ДНК или РНК, соответствующих генам, кодирующим спайковый белок, — путем удобного и эффективного введения в организм. Затем клетки синтезируют вирусный белок, что приводит к выработке антител против вирусного спайка.

Это противоположность аппаратной вакцины, которая на самом деле содержит кусочки вирусного белка.

На прошлой неделе женщина получила третью дозу вакцины COVID-19 в центре вакцинации Меухедет в Иерусалиме. (Источник: YONATAN SINDEL / FLASH90)

«У вас может быть аппаратная вакцина, состоящая, например, из мертвого вируса или ослабленного вируса», — пояснил Гершони. «Или вы также можете получить субъединичную вакцину, такую ​​как вакцина против гепатита В, которая представляет собой просто очищенный спайковый белок».

«Иммунная система определяет присутствие вирусного белка … и это стимулирует иммунную систему реагировать и создавать очень специфические антитела, которые инактивируют вирус».

Все обычные детские вакцины, существующие сегодня, являются вакцинными устройствами.

Однако в конце 1980-х годов ученые начали увлекаться идеей о том, что могут быть приложения для прямого введения ДНК или РНК — сначала в попытке разработать генную терапию, а в последнее время — в разработке того, что Гершони называет программными вакцинами.

«Мы знаем, что поток информации в биологии происходит следующим образом: генетический материал хранится в очень стабильной молекуле, двухцепочечной ДНК», — сказал Гершони. «Однако информацию, исходящую от гена, необходимо транскрибировать, чтобы создать промежуточный генетический материал, который можно выбросить в форме РНК. Таким образом, РНК в традиционном смысле — это просто одноразовая копия гена ДНК».

Однако именно РНК, а не ДНК способна взаимодействовать с механизмом синтеза белка, известным как рибосомы. Рибосомы — это то, что распознает РНК и систематически переводит генетический материал, написанный на языке РНК, в оборудование, то есть в белок.

«Аппаратное обеспечение — это белок, а инструкции по эксплуатации — рецепты, в которых рассказывается, как производить эти белки — могут быть либо в ДНК, либо в РНК», — сказал он. «Следовательно, ДНК или РНК подпадают под категорию программных вакцин».

«В некотором смысле инъекция РНК более эффективна», — сказал Гершони.

Например, вакцины Pfizer и Moderna представляют собой РНК-вакцины.

Несмотря на заявления из Индии, на рынке уже есть другие ДНК-вакцины. Просто они по-другому упакованы.

Все вакцины AstraZeneca, Sputnik V и Johnson & Johnson содержат ДНК Spike Protein в качестве активного ингредиента. Гершони объяснил, что эти вакцины берут ДНК белка коронавируса и помещают ее в ДНК безопасного вируса под названием аденовирус.

Эти вакцины доставляют ген спайкового белка через аденовирус, который инфицирует клетки человека, но не вызывает каких-либо серьезных или опасных заболеваний.

«Если мы возьмем такой вирус и будем манипулировать его генами и заменим некоторые из вирусных векторных генов геном спайка коронавируса, то, когда эти вирусные векторы заражают наши клетки, они подвергаются манипуляциям и производят белок спайка коронавируса, который затем стимулирует производство антител против коронавируса », — пояснил Гершони.

Так в чем же разница, учитывая, что вакцина в Индии также содержит ДНК, которая является ДНК-вирусом?

Что отличает индийскую вакцину, так это то, что она содержит гораздо меньше ДНК и не упакована в вирусный вектор. Индийская ДНК стоит особняком.

«Они взяли небольшой круговой фрагмент ДНК, называемый плазмидой, и слили его с этой плазмидой — фрагментом ДНК, который соответствует 1200 аминокислотам из шипового белка коронавируса», — сказал Гершони.

Плазмида, которую они используют в ZyCoV-D, представляет собой плазмиду 1990-х годов под названием pVAX1 — коммерчески доступную плазмидную ДНК, общий размер которой составляет всего около 3000 букв (пар нуклеотидных оснований).

В этом случае ДНК ни в чем не инкапсулируется и не упаковывается, а вводится непосредственно в руку, что называется «голой ДНК».

Это первая вакцина на основе плазмидной ДНК, лицензированная для использования человеком. Гершони сказал, что раньше плазмидная ДНК применялась в ветеринарии.

Она также отличается от других вакцин тем, что вводится внутрикожно, что означает, что она вводится без иглы через поток жидкости, содержащей ДНК под высоким давлением.

Режим ZyCoV-D состоит из трех прививок с интервалом 28 дней. Испытание фазы 3 показало, что эффективность вакцины составляет менее 70%.

Гершони сказал, что, хотя некоторые люди выражают озабоченность по поводу ДНК-вакцин, которые должны проникать в ядро ​​клетки, чтобы транскрибироваться и генерировать РНК, и, таким образом, теоретически могут влиять на хромосомы человека, для этого нет четкой механической причины.

Была предпринята попытка упростить ДНК — «сделать ее компактной, чистой, нежной и с минимально возможным количеством дополнительной ДНК», — сказал он.

«Хотя люди во всем мире могут быть обеспокоены и [may be] и обсуждая, является ли ДНК-вакцина хорошей идеей, — продолжил Гершуни, — мы в Израиле были благословлены РНК-вакцинами. Следовательно, теоретические аргументы о целостности ДНК в Израиле ни в коем случае не должны использоваться. Это просто не имеет отношения к делу «.