Hvordan kan mRNA-vacciner opdateres til at målrette Omicron? En mikrobiolog forklarer

Transmissionselektronmikrografi af SARS-CoV-2-viruspartikler. (NIAID)

Hvis Omicron-varianten af coronavirus er forskellig nok fra den originale variant, er det muligt, at eksisterende vacciner ikke vil være så effektive, som de har været. Hvis det er tilfældet, er det sandsynligt, at virksomheder bliver nødt til at opdatere deres vacciner for bedre at bekæmpe Omicron.

Deborah Fuller er en mikrobiolog, der har studeret mRNA- og DNA-vacciner i over to årtier. Her forklarer hun, hvorfor vacciner muligvis skal opdateres, og hvordan den proces vil se ud.

1. Hvorfor skal vacciner muligvis opdateres?

Grundlæggende er det et spørgsmål om, hvorvidt en virus har ændret sig nok til at antistoffer skabt af den originale vaccine er ikke længere i stand til at genkende og afværge den nye muterede variant.



Coronaviruss bruger spidsproteiner til at binde sig til ACE-2-receptorer på overfladen af ​​menneskelige celler og inficerer dem . Alt mRNA COVID-19 vacciner virker ved at give instruktioner i form af mRNA, som leder cellerne til lave en harmløs version af spidsen protein.

Dette spidsprotein inducerer derefter den menneskelige krop til at producere antistoffer. Hvis en person så nogensinde bliver udsat for coronavirus, binder disse antistoffer sig til coronaviruss spike-protein og forstyrrer dermed dens evne til at inficere denne persons celler.

Omicron-varianten indeholder en ny mønster af mutationer til dets spidsprotein . Disse ændringer kan forstyrre nogle – men sandsynligvis ikke alle – antistoffer induceret af de nuværende vacciner til at binder til spidsproteinet . Hvis det sker, kan vaccinerne være mindre effektive til at forhindre folk i at blive smittet med og overføre Omicron-varianten.

2. Hvordan ville en ny vaccine være anderledes?

Eksisterende mRNA-vacciner, som dem fremstillet af Moderna eller Pfizer, koder for en spidsprotein fra den oprindelige stamme af coronavirus . I en ny eller opdateret vaccine ville mRNA-instruktionerne kode for Omicron-spidsproteinet.

Ved at udskifte den genetiske kode for det originale spikeprotein med det fra denne nye variant, ville en ny vaccine fremkalde antistoffer, der mere effektivt binder Omicron-virussen og forhindrer den i at inficere celler.

Folk, der allerede er vaccineret eller tidligere udsat for COVID-19, vil sandsynligvis kun have brug for en enkelt boosterdosis af en ny vaccine for at blive beskyttet ikke kun mod den nye stamme, men også andre stammer, der stadig kan være i omløb .

Hvis Omicron dukker op som den dominerende stamme over Delta, så skal de, der er uvaccinerede, kun modtage 2-3 doser af den opdaterede vaccine. Hvis Delta og Omicron begge er i omløb, ville folk sandsynligvis få en kombination af de nuværende og opdaterede vacciner.

Ændring af mRNA-sekvensen vil ændre antistofproteinet, så det bedre matcher de nye varianter. (Alkov/iStock via Getty Images)

3. Hvordan opdaterer forskerne en vaccine?

For at lave en opdateret mRNA-vaccine skal du bruge to ingredienser: den genetiske sekvens af spikeproteinet fra en ny bekymringsvariant og en DNA-skabelon, der skal bruges til at bygge mRNA'et.

I de fleste organismer giver DNA instruktionerne til fremstilling af mRNA. Da forskere allerede har udgivet den genetiske kode for Omicron spike-proteinet , det eneste, der er tilbage at gøre, er at lave en DNA-skabelon til spike-proteinet, der ville blive brugt til at producere mRNA-delen af ​​nye vacciner.

For at gøre dette blander forskerne DNA-skabeloner med syntetiske enzymer og fire molekylære byggesten, der laver mRNA – forkortet G, A, U og C. Enzymerne bygger derefter en mRNA-kopi af DNA-skabelonen, en proces kaldet transkription.

Ved at bruge denne proces tager det kun minutter at producere en batch af mRNA'et til vacciner. Forskere placerer derefter mRNA-transkripterne indeni fede nanopartikler, der beskytter instruktionerne indtil de er sikkert leveret til celler i din arm.

4. Hvor lang tid til en ny vaccine kan være klar?

Det tager kun tre dage at generere den DNA-skabelon, der er nødvendig for at lave en ny mRNA-vaccine. Derefter ville det tage omkring en uge at producere tilstrækkelige doser af mRNA-vaccinen til test i laboratoriet og yderligere seks uger at udføre de prækliniske tests på humane celler i reagensglas for at sikre, at en ny vaccine virker, som den skal.

inden for 52 dage , kunne forskerne have en opdateret mRNA-vaccine klar til at tilsluttes fremstillingsprocessen og begynde at producere doser til et menneske klinisk forsøg . Det forsøg ville sandsynligvis kræve mindst et par uger mere i i alt omkring 100 dage at opdatere og teste en ny vaccine.

Mens dette forsøg er i gang, kan producenter begynde at skifte deres nuværende proces til at lave en ny vaccine. Ideelt set, når det kliniske forsøg er afsluttet – og hvis vaccinen bliver godkendt eller godkendt – kan en virksomhed straks begynde at udrulle doser af en ny vaccine.

5. Skal en opdateret vaccine fuld kliniske forsøg ?

Det er i øjeblikket ikke klart, hvor mange kliniske data der kræves for at få FDA-godkendelse eller autorisation til en opdateret COVID-19-vaccine. Alle ingredienser ville dog være de samme i en ny vaccine.

Den eneste forskel ville være et par linjer med genetisk kode, som nogensinde ville ændre formen på spikeproteinet. Fra et sikkerhedsperspektiv er en opdateret vaccine i det væsentlige identisk med de allerede testede vacciner. På grund af disse ligheder behøver kliniske tests muligvis ikke at være så omfattende, som det var nødvendigt for førstegenerations COVID-19-vacciner.

Som minimum vil kliniske forsøg med opdaterede vacciner sandsynligvis kræve sikkerhedstest og bekræftelse af, at en opdateret vaccine inducerer antistofniveauer på niveau med den originale vaccines respons mod original-, Beta- og Delta-stammerne. Hvis dette er de eneste krav, vil forskere kun tilmelde hundredvis – ikke titusinder – af mennesker for at få de nødvendige kliniske data.

En vigtig ting at bemærke er, at hvis vaccineproducenter beslutter at opdatere deres vacciner til Omicron-varianten, ville det ikke være første gang, de foretager denne form for ændring.

En tidligere variant, B.1.351, dukkede op i oktober 2020 og var tilstrækkeligt resistente over for de daværende vacciner til at berettige opdatering af dem . Producenter reagerede hurtigt på den potentielle trussel ved at udvikle en opdateret mRNA-vaccine til at matche denne variant og udførte kliniske forsøg med teste den nye vaccine .

Heldigvis blev denne variant ikke den dominerende variant. Men hvis det havde, vaccineproducenter ville have været klar til at udrulle en opdateret vaccine .

Hvis det viser sig, at Omicron – eller en hvilken som helst fremtidig variant, for den sags skyld – kræver en ny vaccine, har virksomhederne allerede gennemført generalprøverne og er klar til at tage udfordringen op.

Deborah Fuller , professor i mikrobiologi, School of Medicine, University of Washington .

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs original artikel .

Populære Kategorier: Mennesker , Ukategoriseret , Fysik , Sundhed , Samfund , Miljø , Natur , Forklarer , Tech , Plads ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.