Pe 31 decembrie se împlinește un an de zile de când Organizația Mondială a Sănătății a raportat primul caz de infecție cu SARS-CoV-2. Încă de la începutul pandemiei s-au vehiculat termene de ani mulți în ceea ce privește apariția unui vaccin pe piață. Se pare că acum ne aflăm la mai puțin de o lună până la apariția mult așteptatului ser.
Dr. Relu Cocoș, biolog principal genetică, cercetător în cadrul UMF „Carol Davila”, a explicat, la începutul acestui an, pentru EVZ, ce înseamnă SARS-CoV-2 și cum ne va afecta acest virus. De atunci și până acum, pandemia a răpit viețile a 1,4 milioane de oameni la nivel global, iar în România a fost depășit pragul de 10.000 de decese.
Acum, în prag de lansare a unui ser revoluționar care e menit să ne facă imuni la noul coronavirus, cercetătorul Relu Cocoș are răspunsurile la cele mai arzătoare întrebări ale medicilor, care se arată chiar și ei sceptici în ceea ce privește noile vaccinuri. Dacă au fost suficient testate și care este mecanismul lor, ne explică dr. Relu Cocoș. Și, chiar dacă nu a folosit un limbaj foarte comun, pe înțelesul tuturor, aceste informații sunt exprimate în singura formă care poate explica un avans atât de mare, într-un timp atât de scurt, în lumea științei.
Evz: - Care este mecanismul acestui vaccin revoluționar?
Dr. Relu Cocoș: - Un vaccin putem spune că este o soluție terapeutică menită să protejeze organismul de o eventuală infecție prin stimularea sistemului imun, urmată de producerea de anticorpi. Anticorpii sunt proteine din sistemul sangvin care apar fie că răspuns al organismului că urmare a infecției cu un agent patogen, în cazul nostru că răspuns la infecția cu virusul SARS-CoV-2, fie ca răspuns al sistemului imun în urma administrării unui vaccin.
Astfel, după administrarea unui vaccin, sistemul imun generează anticorpii anti-SARS-CoV-2, un tip de “soldați specializați”, capabili să lupte cu virusul în eventualitatea unei infecții.
Aș dori să mai menționez aici faptul că anticorpii apar după aproximativ 5-7 zile de la apariția simptomatologiei, și nu imediat după contactul dintre organismul uman și virus.
Așadar, un vaccin pregătește sistemul imun al organismului să recunoască o anumită structură proteică a virusului numită antigen. În cazul virusului SARS-CoV-2, există 4 tipuri de proteine virale SARS-CoV-2: proteinele nucleocapsidei (N), proteinele anvelopei (E), proteinele de membrană (M) și proteinele spiculinelor (S).
Inițial se vorbea de faptul că dezvoltarea unui vaccin va dura câțiva ani, iar acum discutăm despre dezvoltarea unui vaccin în mai puțîn de un an de zile. Cum a fost posibil?
-Da, într-adevăr, chiar de la începutul pandemiei a apărut întrebarea „Când va fi disponibil un vaccin anti-COVID 19?”. Rezultatele sunt promițătoare ținând cont de faptul că în acest moment, conform ultimei informări a OMS, din dată de 12 Noiembrie - Draft landsacape of COVID-19 candidate vaccines, există mai mult de 200 de vaccinuri în diverse stadii preclinice sau clinice de dezvoltare. Datorită nevoii urgente de punere pe piață a unui vaccin, OMS a accelerat procesul de dezvoltare a unui vaccin prin activarea unui mecanism care a permis diminuarea timpilor de cercetare și dezvoltare (R&D Blueprint).
Posibilitate de reducerea a timpului necesar dezvoltării unui vaccin a fost oferită de utilizarea unor metode alternative de producere a lor?
-În locul utilizării de vaccinuri standard, care conțin proteine virale pentru imunizare, s-au folosit metode de inginerie genetică, cu ajutorul cărora s-au generat molecule de ARNm sintetic ce conțin informația necesară sintezei unor proteine virale. Vaccinurile ARNm conferă avantajul eliminării etapei laborioase de producere în vitro a proteinelor, care poate dura și ani. Un astfel de vaccin cu ARNm, de fapt, mimează o infecție naturală cu un virus. Proteinele structurale specifice SARS-CoV-2 vor fi sintetizate în vivo, adică în organismul uman, pe baza versiunii sintetice a unei porțiuni din genomul viral.
Înțeleg că sunt mai multe tehnologii de producere a unui vaccin.
-Vaccinurile actuale se împart în două categorii marii: vaccinuri care au la baza proteine și vaccinuri care au la baza molecule de acizi nucleici. Vaccinurile tradiționale, care aparțin primei categorii, pot conține fie virusuri inactivate sau atenuate, fie proteine virale capabile să declanșeze o reacție imună (antigene).
Revenind la noile tehnologii utilizate acum pentru dezvoltarea de vaccinuri anti COVID-19, constatăm că acestea utilizează molecule de ADN sau ARNm care, odată ajunse în organism, sunt utilizate de mecanismele enzimatice celulare pentru a sintetiza proteine virale, cum ar fi proteinele Spike. În structura ARNm este codificată informația pe baza căreia are loc sinteza proteinelor virale la nivelul ribozomilor din citoplasmă celulelor umane.
Vaccinurile care conțin molecule de ADN sunt construite pe baza unor plasmide care se replică în bacterii și care conțin secvențe ale genelor ce codifică sinteza proteinelor spike și care se vor sintetiza în organismul gazdă.
O categorie aparte este reprezentată de vaccinurile cu vectori virali nereplicativi. Aceste vaccinuri conțin virusuri modificate genetic care nu se pot replica și care sunt capabili să exprime proteinele spike. Cele mai cunoscute vaccinuri care utilizează această tehnologie sunt vaccinurile dezvoltate de AstraZeneca (un adenovirus de la cimpanzeu) și cel dezvoltat de CanSino Biologics (un adenovirus uman AdV5). Vaccinurile care conțin molecule de ARNm, la fel ca cele care au ADN, conțin informația genetică pentru sinteza antigenelor și nu antigenul propriu-zis.
Ce au în comun și ce deosebește cele două vaccinuri
Ce au în comun și ce deosebește cele două vaccinuri
Ce tehnologie din cele amintite utilizează vaccinurile dezvoltate de Pfizer și Moderna?
-Ambele sunt vaccinuri ce conțin molecule de ARNm care odată administrate pun la dispoziția celulelor gazdă informația necesară sintezei proteinelor Spike, pe care virusul SARS-CoV-2 le utilizează pentru a se atașa și infectă celulele umane. Astfel, după administrarea intramusculară, moleculele de ARNm ajung la nivelul celulelor unde informația este citită și se realizează la nivelul ribozomilor sintetizarea proteinelor ce reprezintă antigenele virale.
Ce au în comun și ce le deosebește pe cele două vaccinuri?
-Vaccinul Pfizer-BioNTechoferă o protecție de 95% față de virus, după 28 de zile de la administrarea primei doze. Mai mult, studiile clinice au dovedit că are eficacitate de 94% în grupul de studiu alcătuit din adulți de peste 65 de ani, ceea ce reprezintă o realizare extraordinară deoarece aceștia fac parte din grupele de risc.
De asemenea, rezultatele furnizate de Moderna au indicat o eficacitate de 94,5%, dar studiul clinic este încă în desfășurare și datele se pot schimba.
O diferența majoră între aceste două vaccinuri este legată de condițiile de stocare și distribuție. De exemplu, vaccinul Moderna va fi mai ușor de distribuit deoarece nu va necesită condiții speciale de stocare și transport, cum este cazul vaccinului Pfizer, care trebuie păstrat la -70C.
De ce vaccinul Pfizer trebuie stocat și transportat la temperaturi scăzute având în vedere că este tot un vaccin Messenger RNA (mRNA) ca și cel produs de Moderna?
-Spre deosebire de vaccinurile ADN, vaccinurile care au la bază molecule de mRNA (Messenger RNA) sunt mult mai sensibile la temperaturi crescute din cauza particularității structurale ale moleculei de ARN.
De exemplu, ARN-ul conține riboză ca zaharid, iar ADN-ul conține o dezoxiriboză. Lipsa unei molecule de oxigen face ca ADN-ul să fie mult mai stabil. Stabilitatea ADN este dată și de structura bicatenară a acestuia. Spre deosebire, moleculă de ARN este una monocatenară și conține că baza azotată uracilul în locul timinei pe care o întâlnim în ADN, iar această baza azotată declanșează o reacție imunogena care poate degrada moleculele de mRNA înainte de a ajunge în citoplasmă celulelor, locul de sinteză al proteinelor.
Pentru a crea molecule de mRNA mult mai stabile firmele farmaceutice modifică structura acestora, adăugându-le un cap 5’ și o coadă 3’ poliA, iar pentru a le proteja de acțiunea imunogenă a organismului, înainte de a ajunge în cioplasmă, acestea sunt incluse în vectori de inoculare constituiți din microvezicule de nanoparticule lipidice.
Ce siguranță oferă cele două vaccinuri?
Ce siguranță oferă cele două vaccinuri
Sunt aceste vaccinuri sigure pentru populație?
-Nu există niciun motiv real pentru a putea spune că nu ar fi sigure. Toate vaccinurile, înainte de a fi puse pe piață, trebuie să treacă prin fazele riguroase de testare a eficacității și biosiguranței.
După faza pre-clinică, în care vaccinul se testează pe modele animale, urmează, conform FDA (Federal Drug Administration), patru faze de studii clinice care vor stabili: siguranța și dozajul corect al vaccinului (Faza I, vaccinul este testat pe un grup de 20-100 de voluntari), eficacitatea și efectele secundare ale vaccinului (Faza II, vaccinul este testat pe câteva sute de persoane), eficacitatea și efectele secundare (Faza III, 300-3000 de persoane) și performanța tratamentului în scenarii reale (Faza IV).
Dacă investigatorii observă apariția unor efecte secundare în rândul voluntarilor, întregul studiu este stopat și poate fi reluat sau abandonat în funcție de analiza datelor, cum a fost cazul vaccinului produs de AstraZeneca.
Rusia și China au aprobat vaccinuri fără să aștepte rezultatele Fazei III. O modalitate de a accelera dezvoltarea unui vaccin este combinarea între faze, cum ar fi Faza I și Faza II.
Ținând cont că aceste vaccinuri utilizează molecule de acizi nucleici pot avea efecte mutagene în urmă administrării?
-Am văzut în ultimul timp discuții în ceea ce privește siguranță acestor vaccinuri cu ARNm, dar vă pot spune că în realitate această tehnologie conferă avantaje de siguranță și eficacitate față de vaccinurile tradiționale. În primul rând, vaccinurile care au la baza molecule de ARNm reduc la minimum riscul de infecție. De asemenea, nu există riscul că acest ARNm să se integreze în genomul uman deorece moleculele de ARNm se degradează natural rapid în micromediul celular și mai mult cromozomii umani sunt constituiți din ADN, nu din ARN. În al doilea rând, au o eficacitate imunogena crescută deoarece sunt modificate structural prin inginerie genetică pentru a li se îmbunătăți stabilitatea și eficacitatea procesului de sinteză a proteinelor virale Spike, care odată sintetizate vor declanșa producția de anticorpi. Și nu în ultimul rând, pot fi produse la o scala foarte mare într-un timp scurt.
În finalul interviului am o întrebare, vă veți vaccina?
-Ținând cont că îmi desfășor activitatea și în laboratorul de testare moleculară al unui spital suport COVID, unde expunerea este considerabilă, este obligatoriu să mă protejez, protejându-i în același timp și pe toți cei cu care vin în contact.