Zespół ekspertów z Politechniki Warszawskiej stworzył kod genetyczny fragmentów kolców koronawirusa, który pozwoli na opracowanie szczepionki przeciw wirusowi SARS-CoV-2. Do zakończenia procesu produkcji szczepionki potrzebne będzie jednak wsparcie firmy farmaceutycznej oraz dodatkowe finansowanie.

– Wprowadziliśmy go (red. kod genetyczny) do bakterii, które produkują białka kolca. Białka te już same w sobie mogą – w połączeniu z adjuwantem – stanowić podstawę do produkcji szczepionki. My jednak będziemy też prowadzić badania dalej tak, by otrzymać szczepionkę nanotechnologiczną, makietę wirusa, przy której adjuwant nie będzie już potrzebny – tłumaczy prof. Tomasz Ciach z Wydziału Inżynierii Chemicznej Politechniki Warszawskiej, kierownik pracującego nad szczepionką zespołu naukowców.

Na czym będzie polegało działanie oczyszczonego białka, tzw. kolca koronawirusa?

Na skutek pojawienia się tego białka w organizmie dochodzi do wytworzenia odpowiedzi immunologicznej. Jednak, aby przygotować szczepionkę, tak by była gotowa do badań na zwierzętach należy dodać jeszcze kolejny istotny składnik preparatu, jakim jest adjuwant. Jego zadaniem jest wzmocnienie reakcji immunologicznej.

Ekspert z PW zaznaczył, że „o ile badania na zwierzętach uda się na PW przeprowadzić, bo są na to dodatkowe środki, o tyle do kolejnych etapów badań potrzebujemy partnera – firmę farmaceutyczną, która wspomoże nas wiedzą i doświadczeniem w zakresie formulacji szczepionek”.

– Zaprojektowaliśmy szczepionkę tak, by można było ją masowo produkować. Również przechowywanie nie powinno nastręczać problemów – dodał prof. Ciach.

Polska szczepionka „ogromnym zabezpieczeniem i oszczędnością”

Kierownik zespołu naukowców zwrócił również uwagę, iż z uwagi na brak zagwarantowanego dostępu do szczepionek z zagranicy oraz brak informacji, na jak długo zapewnią ochronę wyprodukowane już szczepionki „stały dostęp do własnej szczepionki będzie wtedy ogromnym zabezpieczeniem i oszczędnością”.

Prof. Ciach podkreślił, że zarówno sprzęt, wiedza i umiejętności zdobyte przy realizacji tego projektu będą przydatne w sytuacji zapotrzebowania na innego rodzaju szczepionki, w przypadku np. pojawienia się nowej pandemii. Według naukowca, „nowe patogeny będą nękały ludzi regularnie, dlatego, że obecny model produkcji żywności oparty jest na dużych fermach hodowlanych, gdzie różne gatunki zwierząt trzymane są razem na małej powierzchni. Dlatego Europa, jeśli chce być bezpieczna, musi mieć wiele laboratoriów zdolnych do szybkiego opracowania i produkcji szczepionek”.

Naukowcy z PW pracują nad szczepionką białkową

Zespół naukowców z Politechniki warszawskiej dąży do opracowania tzw. szczepionki białkowej, która aktywuje odpowiedź układu odpornościowego na skutek dostarczenia białka charakterystycznego dla danego patogenu.

– Stworzyliśmy cztery szczepy modyfikowanych genetycznie bakterii E. coli, które wytwarzają fragmenty białek charakterystycznych dla SARS-CoV-2 – tzw. kolców, tworzących „koronę” wirusa. Do opracowania szczepionki wirus nie był potrzebny – bazowaliśmy na opracowaniach jego kodu genetycznego i staraliśmy się wybrać fragmenty, które najwolniej mutują. Produkowane przez nas białka kolca wirusa mogą też znaleźć zastosowanie w produkcji testów na obecność przeciwciał przeciw wirusowi COVID-19 we krwi – rozwinął prof. Ciach.

Bakterie E. coli organizmem modelowym

Jak przyznał prof. Ciach, bakterie E. coli wykorzystywane w produkcji białek kolca są dobrze poznanym przez naukowców organizmem modelowym. Obecne są w układzie pokarmowym człowieka. Znalazły swoje zastosowanie jako małe bioreaktory, czyli żywe maszynki służące wytwarzaniu z góry zaprogramowanych białek.

To właśnie te bakterie wykorzystuje się do produkcji insuliny, innych hormonów bądź leków białkowych. Zaprogramowane białka, które zostały wyprodukowane przez bakterie zostają poddane starannemu oddzieleniu od pozostałych substancji, co zmniejsza do minimum ryzyko przedostania się do organizmu związków niepożądanych.

Po dodaniu do wyizolowanych białek kolca koronawirusa tzw. adjuwantu, czyli np. soli glinu czy skwalenu zawartego m.in. w tłuszczu wątroby rekina, gotowa będzie podstawa szczepionki. Skuteczność i bezpieczeństwo takiego rozwiązania zostaną jednak poddane testom naukowców.

Ponadto zespół pod kierownictwem prof. Ciacha będzie pracował nas tzw. nanoszczepionką, w produkcji której adjuwant nie będzie konieczny.

– W dalszej części badań chcemy przygotować nanocząsteczkę z tlenku żelaza, którą udekorujemy tymi białkami kolca. Naukowcy stworzą niejako makietę koronawirusa – nanocząstkę o średnicy 100 nm, która z grubsza rzecz biorąc będzie wyglądać jak koronawirus. Będzie miała białkowe kolce, ale jej wnętrze nie będzie już zawierało substancji organicznych. Taka nanocząstka w żaden sposób nie będzie mogła być w organizmie namnożona – jak wirus – bo nie będzie zawierać żadnego kodu genetycznego – wytłumaczył prof. Ciach.

Ekspert zapewnił, iż tlenek żelaza, który naukowcy obudują białkowymi kolcami jest dobrze przebadaną i łatwo rozpadającą się w organizmie substancją, stosowaną m.in. przy niedoborze żelaza. Według naukowców takie rozwiązanie pozwoli na łatwiejsze wzbudzenie reakcji odpornościowej organizmu, w porównaniu z białkiem połączonym z adjuwantem.

Źródło: PAP

Przeczytaj także: Wysokie stężenie kwasów omega-3 we krwi a ryzyko zgonu z powodu zakażenia koronawirusem