Следующая вакцина от Covid-19 может быть выращена на табачном заводе
Пандемия COVID-19 выявила явные пробелы в существующих в мире мощностях по производству вакцин, поэтому их по по прежнему не хватает. Их производство дорогое и сложное. Необходимыми технологиями, средствами и человеческим ресурсом обладают лишь немногие страны. Сами же вакцины имеют ряд ограничений в плане хранения и транспортировки. Некоторые из них требуют соблюдения температурного режима вплоть до -60 градусов Цельсия. Охлаждающее оборудование не только дорогостоящее, но и является серьезным препятствием для распространения вакцин в сельской местности, а также в странах с неразвитой инфраструктурой. Как результат мы видим ситуацию с коронавирусом в России. Решить проблему, по мнению ученых, позволит производство вакцин из растений. Правда, пока еще вакцин на основе растений не от COVID не существует, но некоторые уже на стадии разработки или даже прохождения клинических испытаний.
Создание вакцин на основе растений позволит развернуть производство в развивающихся странах.
Перспективы обнадеживают
Канадская биотехнологическая компания Medicago уже создала вакцину от COVID-19 на растительной основе. В настоящее время она проходит третий этап клинических испытаний. Как говорит Брайан Уорд, представитель компании, ранее ими также была создана вакцина против гриппа на растительной основе, которая уже прошла клинические испытания и ожидает окончательного утверждения канадским правительством.
Вакцина компании Medicago проходит завершающий этап клинических испытаний.
Кроме того, еще несколько компаний о создании своих вакцин на растительной основе заявили в конце прошлого года. Сейчас все они также проходят клинические испытания. Добиться такого успеха во многом помогло тесное сотрудничество университетов, биотехнологических стартапов и правительства отдельных стран. К примеру, правительством Южной Кореи было инвестировано порядка 13,5 млрд долларов в исследования вакцин на растительной основе. Ожидается, что уже этой осенью откроется первое в стране предприятие по производству антигена.
Как говорит Кэтлин Хефферон, профессор микробиологии Корнельского университета, специализирующегося на исследованиях растений и сельскохозяйственных биотехнологиях, индустрия растительных вакцин стремительно развивается. Уже спустя 6 месяцев человечество может получить их в достаточном количестве. Правда, ученый не говорит, будут ли они действенны против новых штаммов, таких как Дельта плюс, а также тех, которые еще могут появиться за последние полгода.
В чем преимущество технологии растительных вакцин
Производство вакцин на основе растений значительно проще и дешевле, чем традиционных. Во многом это связано с тем, что для их производства не требуются биореакторы, так как растения сами являются биореакторами. Их можно выращивать в теплицах с контролируемым климатом, при этом они нуждаются в защите от насекомых и вредителей, но не требуют поддержания стерильных условий.
Растения сами по себе выполняют функцию биореакторов
Принцип создания таких вакцин достаточно прост. К примеру, в упомянутой выше компании Medicago для этого используется растение Nicotiana benthamiana, австралийский родственник табака, который используется в сигаретах. Растения окунают в металлический резервуар с жидкостью, содержащей миллионы агробактерий, то есть бактерий, которые естественным образом заражают растения.
Агробактерии предварительно изменяют, чтобы они содержали фрагмент ДНК вируса гриппа или COVID-19. Сам процесс заражения выглядит следующим образом:
- Корни засасываются небольшим вакуумом, в результате чего их них вытягивается жидкость. При этом листья растений сморщиваются словно сжатая губка.
- Спустя несколько секунд разряженное давление нормализуется и растение впитывает влагу с агробактериями.
- Почти мгновенно бактерии распространяются по растениям, превращая их в мини-биореакторы. Впоследствии в них образуются миллионы копий вирусоподобных частиц, которые служат антигенами.
После данной процедуры растения пересаживают в теплицу, а затем, спустя пять-шесть дней листья собирают, помещают на конвейерную ленту, измельчают на мелкие кусочки и замачивают в ванне с ферментами. Последние разрушают клетки растений, высвобождая тем самым миллионы вирусов. Затем вирусы очищаются и получается готовый продукт, который представляет собой вакцину растительного происхождения.
Антиген в листьях растений размножается и созревает в течение 5-6 дней, после чего извлекается.
Правда, очищенная вакцина Medicago тоже нуждается в поддержании низкой температуры. Но, растительные вакцины многих других компаний лишены этого недостатка, так как не проходят процесс очистки. К примеру, Пенсильванский университет занимается разработкой вакцины на основе салата-лука, которую можно принимать как обычную таблетку. Для ее изготовления применяют генную пушку, которая позволяет вживлять фрагмента вирусной ДНК в геном хлоропласта семян салата. То есть геном помещается в ту часть растения, где происходит процесс фотосинтеза.
Особенность хлоропластов заключается в том, что они несут около 100 копий своего генома, в отличие от большинства других клеток, которые имеют только одну копию. Это означает, что они могут продуцировать в 100 раз больше целевого антигена. Впоследствии их просто измельчают в порошок, который впоследствии помещают в капсулу.
Andrey on