فيديو: ابتكارات COVID: لقاحات للمتغيرات وتسليم الطائرات بدون طيار وطباعة اللقطات الخاصة بك والمزيد
2023 مؤلف: Peter Bradberry | [email protected]. آخر تعديل: 2023-05-21 22:31
لن تعالج لقاحات COVID-19 من الجيل التالي إصدارات مختلفة من الفيروس فحسب ، بل ستوفر حلولاً في جميع أنحاء العالم بجزء بسيط من التكلفة.
بدأت الموجة التالية من مطوري اللقاحات في إدخال تقنيات جديدة للتعامل مع المتغيرات سريعة الانتشار ، وهم يبرمون صفقات - ليس مع صانعي لقاحات COVID-19 المألوفين ولكن مع المنتجين والمعاهد في البلدان الضعيفة منخفضة ومتوسطة الدخل (LMICs). إن تدفق التكنولوجيا ليس كله في اتجاه واحد أيضًا. Bharat Biotech من حيدر أباد ، الهند ، التي أبلغت مؤخرًا عن معدل كفاءة بنسبة 81 في المائة في قراءة مؤقتة من تجربة المرحلة الثالثة من لقاحها Covaxin ، اصطفت شركة تدعى Ocugen لتكون بمثابة شريكها في التنمية الأمريكية والتجارية.
أدى ظهور العديد من متغيرات SARS-CoV-2 إلى مخاوف بشأن فعالية اللقاح المعرضة للخطر ، لكن العديد من مطوري اللقاحات توقعوا المشكلة بالفعل. يقول ستيفن باول ، الرئيس التنفيذي لشركة eTheRNA Immunotherapies في نيل ، بلجيكا: "إن الوضع في الحقيقة ليس مفاجأة كبيرة بالنسبة لنا". يقول: "كانت نيتنا دائمًا إنشاء لقاح يحمي من الإجهاد المتصالب". تعتمد eTheRNA ومطوري اللقاحات الآخرين عدة طرق وطرق مختلفة لبناء مجموعة من الخيارات التي توفر حماية واسعة: من اللقاحات الحية الموهنة القائمة على إعادة البرمجة الجينية إلى اللقاحات الفموية ، واللقاحات داخل الأنف ، ولقاحات الحمض النووي الريبي ذاتية التضخيم ، ولقاحات تشبه الفيروسات المصممة بالحاسوب. جزيئات (VLPs) ، بالإضافة إلى لقاحات الببتيد ولقاحات الحمض النووي الريبي التي تعمل على الحماية من سلالات مختلفة من SARS-CoV-2.
.
حجم نشاط التنمية ملحوظ أيضا. باستثناء اللقاحات المصرح بها بالفعل ، يسرد متعقب اللقاح التابع لمعهد Milken سبعة برامج لقاح الحمض النووي للمرحلة السريرية ، و 11 لقاحًا معطلاً للفيروس ، ولقاحًا حيًا موهنًا للفيروس ، وثمانية نواقل فيروسية غير متكررة ، وخمسة نواقل فيروسية متكررة ، و 19 وحدة فرعية (جزء منها) من الفيروس) ، وخمسة لقاحات mRNA واثنان على أساس VLPs. كما أن الانتشار الجغرافي لهذه البرامج واسع.
يقول نيك جاكسون ، رئيس البرامج والتكنولوجيا ، والبحث والتطوير في مجال اللقاحات ، في CEPI ومقرها أوسلو ، وهو تحالف ابتكارات الاستعداد لمواجهة الأوبئة ، والذي أنشأ مرفق COVAX مع منظمة الصحة العالمية: "إحدى الميزات الخاصة التي نركز عليها هي الثبات الحراري". و GAVI لتوريد اللقاحات إلى البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل. أنواع اللقاحات الأخرى التي يُرجح أن يكون تقديمها أسهل في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل هي تلك التي يمكن إعطاؤها ذاتيًا أو بسهولة أكبر - على سبيل المثال ، رذاذ الأنف أو في شكل حبوب. وهذا يعني أنه يمكن توصيل اللقاحات بسهولة أكبر إلى الأماكن البعيدة وأقل اعتمادًا على الوصول إلى مواقع الرعاية الصحية والموظفين ". يتم أيضًا نشر تقنية الطائرات بدون طيار لتسريع التوزيع إلى المناطق النائية - في غانا ، سيتم تسليم 2.5 مليون لقاح بهذه الطريقة ، من خلال شراكة بين Zipline ، شركة توصيل طبية بدون طيار ، ومؤسسة UPS وحكومة البلاد.
حتى قبل وصول الوباء ، كانت توبنغن و CureVac ومقرها ألمانيا تشارك في تطوير تقنية طباعة mRNA المحمولة ، والتي يمكن أن تنتج بسرعة مئات الآلاف من جرعات اللقاح في أماكن محلية. يقول جاكسون: "لدينا محفظة" الموجة 2 "التي وضعناها العام الماضي". يقول جاكسون إن هذا لا يزال في مرحلة النموذج الأولي. "إنها حقًا تذكرة لـ mRNA أن يكون لها تأثير عالمي في المستقبل." تجري CEPI أيضًا "مناقشات نشطة" مع GreenLight Biosciences ، التي طورت طريقة منخفضة التكلفة لإنتاج mRNA خالية من الخلايا تعتمد على حصاد النيوكليوتيدات من الكتلة الحيوية للخميرة.
في غضون ذلك ، ستضيف شراكات التصنيع الجديدة ، مثل تلك القائمة بين بازل ونوفارتيس ومقرها سويسرا ، وبين شركة ميرك وجونسون آند جونسون الطاقة الإنتاجية المطلوبة بشدة إلى العرض العالمي.
المتغيرات الجديدة تجبر مطوري اللقاحات بالفعل على إعادة تجهيزها. يبدو أن لقاح ناقلات الفيروسات الغدية للشمبانزي من AstraZeneca والذي يشفر بروتين SARS-CoV-2 spike (S) قد تعرض لخطر شديد في إحدى تجارب الفعالية في جنوب إفريقيا ، مما دفع سلطات البلاد إلى وقف طرحه. تم إعاقة لقاح الجسيمات النانوية Nvx-CoV2373 المستند إلى مادة الصابونين (Matrix-M) من Novavax ، ولكن ليس بنفس القدر ، وفقًا لدراسة مستقلة حديثة. يُظهر لقاحا Pfizer / BioNtech و Moderna أيضًا خسارة كبيرة في نشاط التحييد ضد المتغير B.1.1.28 ، الذي تم تحديده لأول مرة في البرازيل واليابان.
على الرغم من أن الشركات تؤكد أن لقاحات mRNA المعدلة الخاصة بها لا تزال توفر الحماية الكافية ضد المتغيرات ، إلا أنها تطور طلقات معززة موجهة إلى المتغير B.1.351 ، الذي تم تحديده لأول مرة في جنوب إفريقيا. تقوم شركتا Pfizer و BioNtech أيضًا بتقييم تأثير اللقطة الثالثة في دراسة جديدة ، والتي ستقوم بتجنيد متطوعين من تجربتهم الأصلية في المرحلة الأولى. كما كشفت شركة CureVac وشركة GlaxoSmithKline ومقرها لندن عن خطط للمشاركة في تطوير لقاح قائم على الحمض النووي الريبي الذي يحمي من المتغيرات الفيروسية المتعددة.
من المحتمل ظهور المزيد من المتغيرات الفيروسية الجديدة ، وهو ما يعني بالنسبة لمطوري اللقاحات توسيع نطاق الحلقات الفيروسية (الأجزاء التي تتعرف عليها الخلايا المناعية) التي يستهدفونها. تقاربت الموجة الأولى من اللقاحات على بروتين S ، لتنتج الأجسام المضادة والخلايا التائية التي تتعرف على جزء من البروتين يسمى مجال ربط المستقبلات (RBD) لمنع الفيروس من دخول الخلايا المضيفة. ستحتاج لقاحات الجيل التالي إلى تحفيز المناعة التي تحمي عبر السلالات وتوسع مستضدات الفيروسات المستهدفة ، وهي أجزاء الفيروس التي تثير رد فعل مناعي. تحقيقا لهذه الغاية ، سوف تحتاج اللقاحات إلى استهداف حاتمات الخلايا التائية المحفوظة للغاية على الفيروس والحلقات التي تثير استجابات الأجسام المضادة المعادلة على نطاق واسع. يمكن أن تضمن التعديلات المحتملة الأخرى أن اللقاح يحفز المناعة المخاطية ، أو يحمي بجرعة واحدة أو يظل ثابتًا في درجة حرارة الغرفة.
من المحتمل ظهور المزيد من المتغيرات الفيروسية الجديدة ، وهو ما يعني بالنسبة لمطوري اللقاحات توسيع نطاق الحلقات الفيروسية (مواقع التعلق) التي يستهدفونها. تقاربت الموجة الأولى من اللقاحات على البروتين S ، لتنتج الأجسام المضادة والخلايا التائية التي تتعرف على جزء من البروتين يسمى مجال ربط المستقبلات (RBD) لمنع الفيروس من دخول الخلايا المضيفة. ستحتاج لقاحات الجيل التالي إلى إنتاج مناعة تحمي عبر السلالات وتوسع المستضدات الفيروسية ذات الصلة ، وهي أجزاء من الفيروس الذي يثير تفاعلًا مناعيًا. تحقيقا لهذه الغاية ، سوف تحتاج اللقاحات إلى استهداف حاتمات الخلايا التائية المحفوظة للغاية على الفيروس والحلقات التي تثير استجابات الأجسام المضادة المعادلة على نطاق واسع. يمكن أن تضمن التعديلات المحتملة الأخرى أن اللقاح يحفز المناعة المخاطية ، أو يحمي بجرعة واحدة أو يظل ثابتًا في درجة حرارة الغرفة.
بعض هذه الأساليب موجودة الآن في العيادة. أكبر شركة لتصنيع اللقاحات في العالم من حيث الحجم ، معهد Serum Institute of India ، في المرحلة 1/2 من تجربة لقاح COVID-19 بناءً على طريقة توصيل مستضد باستخدام تقنية VLP المرخصة من SpyBiotech في أكسفورد بالمملكة المتحدة. فهو يجمع بين مستضد سطح فيروس التهاب الكبد B (HBsAg) ، الذي يحمل الحمولة المطلوبة ، مع تقنية اقتران البروتين لتقديم بروتين سبايك لجهاز المناعة.
يشكل HBsAg تلقائيًا VLP ، وهي بنية يمكن ربط أي مستضد بروتيني بها. هذه التقنية ، التي طورها المؤسس المشارك لـ SpyBiotech Mark Howarth في جامعة أكسفورد ، تقوم بتصميم جزء من البروتين الذي يساعد بكتيريا Streptococcus على الارتباط بالمضيفين لصنع علامة ببتيد (SpyTag) مكونة من 13 من الأحماض الأمينية وشريك بروتين (SpyCatcher) من 138 أمينًا. الأحماض. عندما يقترب SpyTag و SpyCatcher ، تتشكل رابطة جزيئية مستقرة تلقائيًا. يمكن تضمين مجال SpyCatcher في بنية VLP و SpyTag في أي مستضد مهم ، مثل بروتين سبايك SARS-CoV-2. ينتج عن خلط الاثنين معًا VLPs متسقة ومستقرة ومزينة بشكل غني بمولد الضد.
.
يقول سومي بيسواس الشريك المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة SpyBiotech ، "صنع VLP من الصفر … يستغرق وقتًا". لكن المنصة جاهزة الآن ، والبيانات السريرية الأولية وشيكة. "بالنسبة للوباء التالي ، لا يتعين عليك إجراء VLP مرة أخرى.".
تقنية VLP أخرى تعتمد على جسيمات نانوية بروتينية مصممة بالحاسوب تم تطويرها في معهد جامعة واشنطن لتصميم البروتين (IPD) وهي في مراحلها الأولى من التجارب في إطار شراكة بين SK Bioscience في Seongnam ، كوريا الجنوبية ، و CEPI ، والتي لها حقوق في التكنولوجيا. لتطوير لقاح COVID-19 في الأسواق غير الغربية. لقاح COVID-19 الخاص بهم ، GBP-510 ، يتكون من مكونين من البروتين: أحدهما بروتين يندمج فيه بروتين السنبلة والآخر ، عند دمجه مع الأول ، يشكل تلقائيًا بنية VLP. يقول جاكسون من CEPI: "يمكن القيام بذلك بطريقة محكومة للغاية ، وهو أمر مهم جدًا لتكاثر اللقاح". يمكن أن يستوعب جسيم واحد 60 نسخة من مستضد مستهدف. تُظهِر بيانات الفأر أن البنية شديدة الاستمالة قادرة على إنتاج استجابة مناعية - حتى عند الجرعات المنخفضة. يقول آدم سيمبسون ، الرئيس التنفيذي لشركة Icosavax ، التي تعمل على تطوير منصة VLP لمؤشرات متعددة ، بما في ذلك COVID-19: "نعتقد أن عيار تحييد VLP أفضل بطبيعته من مقاربات البروتين القابل للذوبان". "هذه الجسيمات هي الحجم المناسب لانتقال المناعة إلى الغدد الليمفاوية.".
أبلغت مجموعة بقيادة باميلا بيوركمان من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عن بيانات مناعية واعدة تستخدم نظام SpyCatcher / SpyTag لتزيين جسيمات نانوية بروتينية بمولدات ضد متعددة. تحتوي هذه الهياكل على عدة نسخ من أربعة إلى ثمانية أنواع مختلفة من RBDs من مختلف الفيروسات التاجية البشرية والحيوانية ، وقد أثارت استجابات مناعية في الفئران ووفرت الحماية حتى ضد السلالات التي لم يتم تمثيلها في فسيفساء المستضدات التي يحملها الجسيم. كانت التأثيرات أقوى بكثير من تلك التي لوحظت بعد التطعيمات بمولدات ضد واحدة أو ببلازما نقاهة بشرية. يقول أليكس كوهين ، طالب الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، المؤلف الأول في الورقة: "ليس الأمر مفاجئًا ، لكنها نجحت بشكل جيد حقًا".
بدأت المجموعة الآن في اختبار بنائها ضد سلالة النسب B.1.351. يقول بيوركمان: "من بياناتنا الأولية ، لا يبدو أن بياناتنا تنخفض كثيرًا". "ستكون الخطوة التالية هي دراسات الحماية." ستمكن البيانات من الرئيسيات غير البشرية المجموعة من قياس بنيتها مقابل اللقاحات الموجودة. بدأ هذا العمل قريبًا من خلال التعاون مع Malcom Martin في المعهد الوطني الأمريكي للحساسية والأمراض المعدية. إذا أسفر هذا النهج عن لقاح فعال ، فسيكون إنتاجه "تافهًا" مقارنة بما يقتضيه إنتاج لقاحات الوحدات الفرعية البروتينية الحالية ، كما يقول بيوركمان.
تعتبر اللقاحات الحية المضعفة ، مثل لقاحات VLP ، ذات مناعة عالية بشكل عام. علاوة على ذلك ، من المتوقع أيضًا أن تثير استجابة مناعية مماثلة لتلك التي تصاعد ضد العدوى ، نظرًا لوجود جميع المستضدات الفيروسية. يعد معهد Serum Institute في الهند أيضًا في طليعة هذا النهج ، حيث يتقدم بلقاح حي موهن لـ COVID-19 من خلال شراكة مع Codagenix ، التي طورت تقنيات لإعاقة تكاثر الفيروس. بالنسبة للقاح SARS-CoV-2 ، COVI-VAC ، أدخل Codagenix 283 طفرة صامتة في الجين الذي يشفر بروتين سبايك الفيروسي. يقول الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك روبرت كولمان: "نظامنا الأساسي عبارة عن خوارزمية - إنه ليس فيروس ناقل ، وليس VLP". الآن في تجارب المرحلة الأولى ، يتم إعطاء COVI-VAC كلقاح داخل الأنف بجرعة واحدة وخالي من الإبر ويمكن تصنيعه بسهولة على نطاق واسع. على الرغم من عدم تحديد الجرعة الفعالة ، يقدر كولمان أنه يمكن أن ينتج "حوالي 50 جرعة لكل مليلتر."
باستخدام نهج مماثل ، تستخدم لقاحات Meissa فيروسات الجهاز التنفسي المخلوي (RSV) ، بدلاً من SARS-CoV-2 نفسها ، كناقل لتقديم بروتين السارس- CoV-2 المرتفع لجهاز المناعة. يتم إعطاء لقاحه المرشح أيضًا عن طريق الأنف بجرعة وحيدة وهو مصمم لإثارة استجابة مخاطية وجهازية. يقول الرئيس التنفيذي والمؤسس مارتي مور: "لدينا القدرة على منع الإرسال ، ويمكنني القول أن نكون جزءًا من اللعبة النهائية". ومن المقرر أن تبدأ قريباً دراسة المرحلة الأولى. بناء مماثل للوقاية من عدوى RSV أكمل بالفعل دراستين من المرحلة الأولى. يقول: "ما يميز هذا اللقاح حقًا هو أن السلامة أصيلة". سيكون التصنيع رخيصًا أيضًا. يقول: "نحن نتحدث عن البنسات جرعة".
من شأن اللقاح على شكل أقراص أن يخفف إلى حد كبير تحديات الإنتاج والتوزيع ، لا سيما في الأماكن منخفضة الموارد. يعتبر Vaxart من بين أول من أخذ لقاح COVID-19 الفموي في العيادة. يقول شون تاكر CSO والمؤسس: "إن صنع اللقاح ليس سوى جزء من المشكلة". "ستكون خطوة تحديد المعدل هي السرعة التي يمكنك بها وضعها بين ذراعي الناس". تشير بيانات المرحلة الأولية 1 إلى أن لقاح Vaxart ، الذي يتكون من فيروس غدي مُعدّل هندسيًا يشفر كلاً من بروتينات السارس-CoV-2 السنبلة والبروتينات النوكليوكابسيد ، يثير استجابة قوية للخلايا التائية ، والتي يمكن أن توفر حماية طويلة المدى. كان اللقاح أقل فعالية في إنتاج استجابة جهازية للأجسام المضادة.
إن الحصول على استجابة قوية للخلايا التائية هو أيضًا محور تركيز شركة Emergex في أكسفورد ، المملكة المتحدة. يعتمد نهجها على عملية مضنية لتحديد الحلقات الفيروسية التي هي هدف الاستجابة المبكرة للخلايا التائية. يقول الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك Thomas Rademacher: "استجابة الخلايا التائية في دم النقاهة ليست هي نفسها استجابة الخلايا التائية التي تستخدمها للتخلص من COVID-19". تقوم Emergex بتطوير لقاح صناعي قائم على الببتيد مصمم لتوليد الخلايا التائية التي تتعرف على الببتيدات الفيروسية المتولدة في وقت مبكر من دورة العدوى. تهدف الشركة إلى بدء التجارب السريرية في الولايات المتحدة وأوروبا والبرازيل ، حيث لديها شراكة مع مؤسسة Oswaldo Cruz في ريو دي جانيرو ، وهو معهد راسخ لأبحاث اللقاحات.
لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هناك حاجة إلى خط إنتاج لقاحات من الجيل التالي لـ COVID-19 ، نظرًا للشكوك المحيطة بمستوى الحماية التي توفرها اللقاحات الحالية ضد السلالات الوبائية الرئيسية والمتغيرات الناشئة. ستساعد بيانات العالم الحقيقي من تلك البلدان الأكثر تقدمًا في برامج التحصين الخاصة بها على إزالة بعض أوجه عدم اليقين. في غضون ذلك ، سيكون التدفق المستمر لتمويل هذه المشاريع أمرًا حيويًا لوضع التقنيات الواعدة على أسس أكثر ثباتًا. تم بناء النجاح الباهر للقاحات mRNA على عقود من الاستثمار - ولكن من المرجح أن يتطلب الحل لإنهاء هذا الوباء المدمر بشدة مجموعة أوسع بكثير من منصات اللقاحات المختلفة التي تحيد مجموعة واسعة من المتغيرات الفيروسية وتعمل في جميع أنحاء العالم في البلدان ذات القدرات المختلفة على الدفع.