Gdy do organizmu przedostaje się SARS-CoV-2, jego białkowe wypustki (spikes) łączą się z receptorami ACE-2 na powierzchni komórki. Pozwala to wnikać do wnętrza, gdzie wirusowe RNA uruchamia produkcję kolejnych kopii koronawirusa. Wirus może jednak trafić na wyspecjalizowaną komórkę, tzw. ATC (komórkę prezentującą antygen), która go pochłonie, a wybrane fragmenty "zaprezentuje" pomocniczemu limfocytowi T. Limfocyt T pobudza limfocyty B do wytwarzania przeciwciał, które łączą się z wirusem i nie tylko uniemożliwiają mu zakażanie komórek, ale i są sygnałem dla komórek odpornościowych niszczących intruzów. Wszystkie szczepionki mają zadanie dostarczenia organizmowi antygenu, który nie spowoduje choroby, ale wywoła odpowiedź immunologiczną – sprawi, że organizm zwalczy wirusa w razie kontaktu z nim. Badanych jest co najmniej osiem sposobów stworzenia szczepionki. Opierają się one na różnych wirusach lub ich częściach. W grę wchodzą całe inaktywowane lub osłabione wirusy, wektory wirusowe, same kwasy nukleinowe (DNA lub RNA) oraz białka. Nad jedną z tego typu szczepionek pracują naukowcy z Politechniki Warszawskiej.
– Jesteśmy biotechnologami, więc zaraz po tym, kiedy pojawił się problem z nowym wirusem, wczesną wiosną ubiegłego roku – ruszyliśmy z pracami nad szczepionką. Firmy farmaceutyczne wydały na swoje szczepionki setki milionów dolarów. My mieliśmy mniejsze środki, od rektora Politechniki Warszawskiej, więc nasze prace siłą rzeczy trwały trochę dłużej" – mówił w rozmowie z PAP prof. Tomasz Ciach z Wydziału Inżynierii Chemicznej Politechniki Warszawskiej.
Prof. Ciach to kierownik pracującego nad szczepionką zespołu naukowców z Politechniki i innych uczelni oraz instytucji zajmujących się badaniami genetycznymi.
Naukowcy produkują oczyszczone białko, tzw. kolec koronawirusa. W reakcji na pojawienie się tego białka organizm powinien wytworzyć odpowiedź immunologiczną. Do tego białka należy dodać kolejny ważny składnik szczepionki tzw. adjuwant – wzmacniacz reakcji immunologicznej, żeby szczepionka była gotowa do badań na zwierzętach. O ile badania na zwierzętach uda się na PW przeprowadzić, bo są na to dodatkowe środki, o tyle do kolejnych etapów badań potrzeba partnera – firmy farmaceutycznej, która wspomoże naukowców wiedzą i doświadczeniem w zakresie formulacji szczepionek. Jeśli prace się powiodą i szczepionka okaże się skuteczna i bezpieczna, można będzie przejść do testów na ludziach. Projekt zakłada, że da się łatwo przejść na masową produkcję, zaś do przechowywania wystarczy zwykła lodówka.
Ponieważ pojawiły się już szczepionki dopuszczone do obrotu, rodzi się pytanie o celowość dalszych badań. Polscy naukowcy zwracają uwagę, że dostęp do produkowanych za granicą się zamyka i wciąż na możność szczepień nie można liczyć, więc ciągle problem ten nie jest rozwiązany.
Kolejnym argumentem, przemawiającym za własną technologią produkcji szczepionek, jest według prof. Ciacha to, że nie wiadomo, na jak długo będą dawały odporność obecne szczepionki przeciw COVID-19. Może się okazać, że szczepienia – podobnie jak choćby w przypadku grypy – trzeba będzie co jaki czas ponawiać. A stały dostęp do własnej szczepionki będzie wtedy ogromnym zabezpieczeniem i oszczędnością.
Naukowiec dodaje, że sprzęt, wiedza i umiejętności zdobyte w ramach realizacji tego projektu przydadzą się, kiedy pojawi się zapotrzebowanie na nowe szczepionki – choćby wtedy, gdy nadejdzie jakaś nowa pandemia. "A niestety obawiam się, że 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" – uważa prof. Tomasz Ciach.
Warszawski zespół pracuje nad tzw. szczepionką białkową. Oznacza to, że do organizmu – aby wywołać odpowiedź układu odpornościowego – dostarcza się białka charakterystyczne dla danego patogenu. Używa się fragmentów białek charakterystycznych dla SARS-CoV-2 – tzw. kolców, tworzących +koronę+ wirusa. Do opracowania szczepionki wirus nie był potrzebny. Produkowane przez naukowców z Politechniki Warszawskiej białka kolca wirusa mogą też znaleźć zastosowanie w produkcji testów na obecność przeciwciał przeciw wirusowi COVID-19 we krwi.
– Podsumowując: w naszych badaniach wybraliśmy i stworzyliśmy kod genetyczny fragmentów kolców koronawirusa. Wprowadziliśmy go do bakterii, które produkują białka kolca. Białka te już same w sobie mogą – w połączeniu z adjuwantem (substancją powodującą wzmocnienie poszczepiennej odpowiedzi odpornościowej – red.) – stanowić podstawę do produkcji szczepionki. My jednak będziemy też prowadzić badania dalej, by otrzymać szczepionkę nanotechnologiczną, makietę wirusa, przy której adjuwant nie będzie już potrzebny – tłumaczy prof. Tomasz Ciach.
Co ciekawe, to nie jedyne badania nad polską szczepionką. Nad szczepionką przeciw SARS-CoV2, która zdrowym osobom miałaby zapewnić odporność, a już zakażonym – zastąpić terapię, pracuje zespół prof. Andrzeja Mackiewicza z Poznania.
Na świecie istnieje już ponad 90 szczepionek przeciwko wirusowi SARS-CoV-2 na różnych etapach rozwoju; stale pojawiają się nowe. Wyłonienie najlepszych i najbezpieczniejszych nie będzie łatwym zadaniem.
