Τα νανο-εμβόλια του κορονοϊού

 

Laboratory News

Του Δρ Steven Mufamadi, κατόχου διδακτορικού στις Φαρμακευτικές Επιστήμες από το Πανεπιστήμιο του Witwatersrand στο Γιοχάνεσμπουργκ και ιδρυτή της Nabio Consulting (Pty) Ltd.

Σήμερα, αναπτύσσονται περισσότερα από 150 εμβόλια του COVID-19, για την καταπολέμηση του ιού. Μερικά από αυτά τα εμβόλια έχουν ήδη ξεκινήσει κλινικές δοκιμές Φάσης III (δοκιμές σε ανθρώπους- πειραματόζωα) σε λιγότερο από ένα χρόνο, ένα άνευ προηγουμένου χρονικό διάστημα. Μεταξύ αυτών είναι και τα νανο-εμβόλια ή αλλίως εμβόλια με βάση τη νανοτεχνολογία.

(σ.ι. “Νανοτεχνολογία είναι ένας όρος ο οποίος χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη δημιουργία και χρήση λειτουργικών δομών μεγέθους μεταξύ 1 και 100 νανομέτρων, της τάξεως δηλαδή του 10^-9 μέτρων. Η Νανοϊατρική είναι μία εφαρμογή της Νανοτεχνολογίας, που χειρίζεται και μελετά την ύλη στη νανοκλίμακα (1-100 δισεκατομμυριοστά του μέτρου) και αποσκοπεί στη δημιουργία νανο-υπολογιστών. Προβλέπεται η δημιουργία νανορομπότ, που θα μπορούν να επιτελούν ιατρικές εργασίες μέσα στο ανθρώπινο σώμα, όπως η μεταφορά φαρμάκων ή ο έλεγχος του επιπέδου της ινσουλίνης.

Ένα «υποβρύχιο» ρομπότ ελάχιστων χιλιοστών θα «κολυμπά» στο ανθρώπινο σώμα. Το μικροσκοπικό σκάφος θα μπορεί να τηλεπροωθείται με τη βοήθεια ενός Εξωτερικού Μαγνητικού Πεδίου και να κινείται μέσα στο αίμα ή άλλο οργανικό υγρό με μία προπέλα που θα περιστρέφεται με τη βοήθεια του μαγνητικού πεδίου.

Η συσκευή θα μπορεί να κινείται μέσα στα αιμοφόρα αγγεία και να μεταφέρει φάρμακα σε συγκεκριμένα σημεία του σώματος, όπως στα νευρικά κύτταρα.” ScienceWiki . 

Όσοι ανησυχούν μόνο για τσιπάκια θα πρέπει να διευρύνουν τους ορίζοντες τους. )

Σύμφωνα με τον καθηγητή Thomas Webster, ειδικό στη νανοϊατρική και πρόεδρο του τμήματος Χημικών Μηχανικών στο Northeastern University, «Ο SARS-CoV-2 αποτελείται από μια δομή παρόμοιας κλίμακας με των νανοσωματιδίων. Το πλεονέκτημα της χρήσης νανοσωματιδίων είναι ότι μπορούν να προσκολληθούν στον κορονοϊό και να διαταράξουν τη δομή του, καθιστώντας δύσκολο για τον ιό να επιβιώσει και να αναπαραχθεί στο σώμα. "4

Επιπλέον, τα νανοσωματίδια μπορούν επίσης να συνδεθούν με το ένζυμο μετατροπής αγγειοτενσίνης 2 (hACE2), έναν υποδοχέα των στοχευόμενων κυττάρων -ξενιστών που είναι ο ίδιος υποδοχέας με τον οποίο θα συνδεθεί ο SARS-CoV-2, και να περιορίσουν τις πιθανές θέσεις μετάδοσης. Επιπλέον, τα νανοσωματίδια μπορούν να δράσουν ως ανοσοενισχυτικό και ως όχημα για την αποστολή αντιγόνων σε κύτταρα ξενιστές στοχευμένων ιστών, για την δημιουργία ανοσίας έναντι του κορονοϊού. “5

Ένα πρόσφατο άρθρο ανασκόπησης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Nanotechnology, υπογράμμισε το ρόλο της νανοτεχνολογίας και της προηγμένης παραγωγής των εμβολίων επόμενης γενιάς που αναπτύχθηκαν για τον COVID-19, συμπεριλαμβανομένων των εμβολίων πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων. “6

Το προσχέδιο του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ) των υποψήφιων εμβολίων του COVID-19 , έχει τη λίστα όλων των εμβολίων που βρίσκονται σε κλινικές και προ-κλινικές δοκιμές με δυνατότητα να παράγουν εξουδετερωτικά αντισώματα ή / και να προκαλέσουν ανοσοαποκρίσεις κατά του κορονοϊού. “3 Μεταξύ αυτών που περιλαμβάνονται στον κατάλογο των υποψήφιων εμβολίων του COVID-19 είναι τα νανο-εμβόλια που αποτελούνται από νανο-φορείς (σ.ι. νανορομπότς) όπως το πολυμερές και τα λιπιδικά νανοσωματίδια (LNPs) με εσώκλειστο πλασμίδιο DNA, το messenger RNA (mRNA) και οι πρωτεϊνικές δομές.

Για να προκαλέσουν προστατευτική ανοσία έναντι των κορονοϊών, τα υποψήφια RNA νανοτεχνολογικά εμβόλια του COVID-19 χρησιμοποιούν κωδικοποίηση mRNA ολόκληρης της πρωτεΐνης-ακίδας (spike protein) του SARS-CoV-2. “7

Τα υποψήφια DNA νανοτεχνολογικά εμβόλια του COVID-19 χρησιμοποιούν ένα μικρό κομμάτι βακτηριακών πλασμιδίων DNA που κωδικοποιούν την πρωτεΐνη- ακίδα του SARS-CoV-2. “8

Τα υποψήφια νανοτεχνολογικά εμβόλια ανασυνδυασμένης πρωτεϊνης του COVID-19 χρησιμοποιούν ολόκληρη την γλυκοπρωτεΐνη – ακίδα (spike glycoprotein ) του SARS-CoV-2.”9

Αρκετά νανο-εμβόλια του COVID-19 που χρησιμοποιούν DNA, RNA και ανασυνδιασμένη πρωτεΐνη υποβάλλονται σε κλινικές δοκιμές Φάσειων Ι, ΙΙ και ΙΙΙ σε ανθρώπους και είναι σε θέση να έχουν κλινική επίδραση στους ανθρώπινους κορονοϊούς.

Οι κλινικές δοκιμές των νανοεμβολίων του COVID-19

Το εμβόλιο mRNA-1273 της Moderna είναι το πρώτο νανο-εμβόλιο που ξεκίνησε τις κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.Τα αποτελέσματα των φάσεων Ι και ΙΙ έδειξαν ότι είναι ασφαλές και αποτελεσματικό στους συμμετέχοντες ηλικίας 18-55 ετών. Μετά τα θετικά αποτελέσματα της Φάσης Ι και ΙΙ, η Moderna σε συνεργασία με το Εθνικό Ινστιτούτο Αλλεργίας και Λοιμωδών Νοσημάτων (NIAID) και την Αρχή Προηγμένης Βιοϊατρικής Έρευνας και Ανάπτυξης (BARDA), ξεκίνησε να χορηγεί στους συμμετέχοντες το εμβόλιο για την κλινική δοκιμή Φάσης III. “10

Ένα άλλο νανο-εμβόλιο σε δοκιμές Φάσης III είναι το εμβόλιο BNT162b2 της BioNTech σε συνεργασία με την Fosun Pharma και την Pfizer. Οι κλινικές δοκιμές φάσης Ι που διεξήχθησαν στις ΗΠΑ και τη Γερμανία επιβεβαίωσαν ότι το εμβόλιο είναι ασφαλές με υψηλή ανοσογονικότητα. Σύμφωνα με την BioNTech και την Pfizer, συμμετέχουν επί του παρόντος πειραματόζωα στις ΗΠΑ, την Αργεντινή και τη Βραζιλία στις κλινικές δοκιμές Φάσης II / III. “11

Το εμβόλιο NVX-CoV2373 της Novavax είναι ένα εμβόλιο νανοσωματιδίων ανασυνδυασμένης πρωτεϊνης. Η κλινική δοκιμή φάσης Ι που διεξήχθη στην Αυστραλία έδειξε ότι το εμβόλιο ήταν ασφαλές και ικανό να προκαλέσει αποκρίσεις αντισωμάτων κατά του SARS-CoV-2. Η φάση ΙΙβ της κλινικής δοκιμής βρίσκεται σε εξέλιξη στη Νότια Αφρική και χωρίζεται σε δύο ομάδες: 1) Αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας, της ασφάλειας και της ανοσογονικότητας σε υγιείς ενήλικες. και 2) Αξιολόγηση της ασφάλειας και της ανοσογονικότητας σε σχεδόν ιατρικά σταθερούς και ενήλικες φορείς του HIV. “12

Η Inovio Pharmaceuticals, σε συνεργασία με το Διεθνές Ινστιτούτο Εμβολίων, ξεκίνησε την κλινική δοκιμή Φάσης Ι / ΙΙ για το εμβόλιο πλασμιδίου DNA ονόματι INO-4800 στη Νότια Κορέα και την Κίνα.”13

Το LNP-CureVac-CVnCoV είναι το υποψήφιο εμβόλιο mRNA της εταιρείας CureVac. Έχει εξασφαλίσει την έγκριση της Γερμανικής Αρχής Υγείας Paul-Ehrlich-Institute (PEI) και του Βελγικού Ομοσπονδιακού Οργανισμού Φαρμάκων και Προϊόντων Υγείας (FAMHP) για την κλινική δοκιμή Φάσης Ι. “14

Το Covigenix είναι ένα fusogenix DNA εμβόλιο ( σ.ι. το fusogenix είναι ένα πρωτότυπο λιπιδικό όχημα (PLV) για γενετικά φάρμακα) από την Entos Pharmaceuticals, το οποίο πρόκειται να ξεκινήσει τώρα τις κλινικές δοκιμές της Φάσης I / II. “15 Οι προ-κλινικές μελέτες των δύο υποψήφιων εμβολίων Covigenix ήταν επιτυχημένες για όλες τις απαιτήσεις δραστικότητας όπως η υψηλή ανοσογονικότητα, η αποτελεσματικότητα και η ασφάλεια.

Η ανάπτυξη των νανο-εμβολίων

Σύμφωνα με τη λίστα των υποψηφίων εμβολίων του COVID-19 του ΠΟΥ, υπάρχουν πολλά νανο-εμβόλια υπό ανάπτυξη. Τα περισσότερα από αυτά βρίσκονται ακόμη στο στάδιο ανάπτυξης και στα προ-κλινικά στάδια και / ή πρόκειται να ξεκινήσουν τις κλινικές δοκιμές φάσης Ι σε ανθρώπους.

Η ασταμάτητη εξάπλωση του COVID-19 σε όλο τον κόσμο και οι εξελίξεις στη νανοτεχνολογία έθεσαν τα θεμέλια της ανάπτυξης αναδυόμενων νανοτεχνολογιών και υποψήφιων εμβολίων επόμενης γενιάς (mRNA και DNA), σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους για πρώτη φορά, με πρωτοφανή ταχύτητα .

Τα νανο-εμβόλια (π.χ. τα εμβόλια με βάση τα νανοσωματίδια λιπιδίων) είναι εύκολο να παραχθούν και μάλιστα μαζικά, συμφέρουν από άποψη κόστους και θεωρούνται ασφαλέστερα (σ.ι. το επιχείρημα είναι ότι τα νανοεμβόλια χρησιμοποιούν μόνο το dna του ιού αντί για ολόκληρο τον ιό) σε σύγκριση με εκείνα που παράγονται χρησιμοποιώντας αδρανοποιημένα και ζώντα εξασθενημένα στελέχη.”16-17

Η αποτελεσματικότητα των νανο-εμβολίων κατά της πανδημίας του COVID-19 απομένει να φανεί, και μπορεί να χρειαστούν έως και 18 μήνες ή δύο χρόνια για να θεωρηθούν επιτυχημένα (σ.ι. για να φανούν τα οφέλη ή/και οι παρενέργειες) για την πρόληψη της εξάπλωσης της λοίμωξης COVID-19.

Προς το παρόν δεν υπάρχουν εγκεκριμένα εμβόλια DNA ή RNA, επομένως εάν κάποιο από τα υποψήφια νανο-εμβόλια του COVID-19 επιτύχει (σ.ι. να λάβει άδεια), θα είναι το πρώτο νανο-εμβόλιο με βάση το νουκλεϊκό οξύ, που θα εγκριθεί για ανθρώπινη χρήση.”6-8 Ωστόσο απομένει επίσης να δούμε, εαν θα υπάρχει ισότιμη πρόσβαση για όλους ανά τον κόσμο σε αυτά τα νανο-εμβόλια όταν είναι διαθέσιμα.

Οι επιδημίες μετά τον COVID-19

Μπορεί να δούμε τη χρήση νανο-εμβολίων σε πολλές άλλες μολυσματικές ασθένειες μετά την επιδημία του COVID-19, όπως ο MERS-CoV, ο ιός HIV, η ελονοσία και ο Zika, που εξακολουθούν να απαιτούν αποτελεσματικά και φθηνά εμβόλια. Επιπλέον, είναι πιθανό να δούμε τις νέες νανοτεχνολογίες να χρησιμοποιούνται για την αναδιαμόρφωση παλαιών εμβολίων που δεν υπάρχουν πλέον στις κλινικές, με το πλεονέκτημα ότι το σύστημα που έχουν οι τύποι εμβολίων που βασίζονται σε νανο-φορείς να μπορούν να κάνουν τα εμβόλια διαθέσιμα σε περιοχές που δεν μπορούν να φτάσουν τα παραδοσιακά εμβόλια. Τελικά, στο μέλλον, είναι πιθανό να δούμε τις νέες νανοτεχνολογίες να διαδραματίζουν πρωταρχικό ρόλο στην καταπολέμηση των μελλοντικών επιδημιών.

(σ.ι. Βλ. Ο ΚΟΡΩΝΟΪΟΣ ΔΙΝΕΙ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΗ ΩΘΗΣΗ ΣΤΗΝ ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΑΤΖΕΝΤΑ ΤΗΣ DARPA )

Παραπομπές:

1. Detmer, W.M. (2020) Coronavirus COVID-19 Vaccines [Online]. Available at: https://relief.unboundmedicine.com/relief/view/Coronavirus-guidelines/2355056/all/Coronavirus_ COVID_19_Vaccines (Accessed: 01 September 2020)

2. Kaur, S.P. & Gupta, V. (2020) ‘COVID-19 vaccine: A comprehensive status report’, Virus research 288, pp. 198114. doi: 10.1016/j.virusres.2020.198114.

3. World Health Organization (WHO) (2020) WHO DRAFT landscape of COVID-19 candidate vaccines [online]. Available at: https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines (Accessed: 5 September 2020)

4. Candanosa, R.M. (2020) Here’s how nanoparticles could help us get closer to a treatment for COVID-19 . Available at: https://news.northeastern.edu/2020/03/04/heres-how-nanoparticles-could-help-us-get-closer-to-a-treatment-for-covid-19/ (Accessed: 07 September 2020)

5. Chauhan, G. et al. (2020) ‘Nanotechnology for COVID-19: Therapeutics and vaccine research’, ACS Nano. https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c04006

6. Shin et al. (2020) COVID-19 vaccine development and a potential nanomaterial path forward. Nature Nanotechnology pp.646-655. https://doi.org/10.1038/s41565-020-0737-y

7. Corbett, K.S. et al. (2020) ‘Evaluation of the mRNA-1273 Vaccine against SARS-CoV-2 in non-human primates’,The New England Journal of Medicine. doi: 10.1056/NEJMoa2024671

8. Smith T. R. F. et al. 2020 ‘Immunogenicity of a DNA vaccine candidate for COVID-19’, Nature Community 11 (1) pp. 2601. doi: 10.1038/s41467-020-16505-0.

9. Keech, C. et al. (2020) ‘First-in-human trial of a SARS CoV 2 recombinant spike protein nanoparticle vaccine’, MedRxiv. doi.org/10.1101/2020.08.05.20168435.

10. ClinicalTrials (2020) Moderna says Covid-19 vaccine effective in older adults [online]. Available at:https://www.clinicaltrialsarena.com/news/moderna-covid-vaccine-phasei-findings/ (Accessed: 05 September 2020)

11. ClinicalTrials (2020) Pfizer and BioNTech report positive data of second Covid-19 vaccine [online]. Available at:https://www.clinicaltrialsarena.com/news/pfizer-biontech-second-vaccine-2/ (Accessed: 06 September 2020)

12. ClinicalTrials (2020) Novavax begins Phase II part of Covid-19 vaccine trial [online]. Available at: https://www.clinicaltrialsarena.com/news/novavax-covid-vaccine-phaseii/ (Accessed: 03 September 2020)

13. Inovio (2020) Inovio urgently focused on developing COVID-19 vaccine [Online] Available at: https://www.inovio.com/our-focus-serving-patients/covid-19/ (Accessed: 08 September 2020)

14. ClinicalTrials (2020) CureVac to trial Covid-19 vaccine in Germany and Belgium [online] Available at: https://www.clinicaltrialsarena.com/news/curevac-covid-19-vaccine-trial/ (Accessed: 05 September 2020)

15. Businesswire (2020) Entos Pharmaceuticals Announces Selection of Lead DNA Vaccine Candidates for COVID-19 and a $4.2M Award to Move Forward with Phase I/II Human Trials [online]. Available at: https://www.businesswire.com/news/home/20200625005802/en/Entos-Pharmaceuticals-Announces-Selection-Lead-DNA-Vaccine (Accessed: 4 September 2020)

16. Weiss, C. et al. (2020) ‘Toward nanotechnology-enabled approaches against the COVID-19 pandemic’, ACS nano14, pp.6383-6406.

17. Chauhan, G. et al. (2020) ‘Nanotechnology for COVID-19: Therapeutics and vaccine research’, ACS Nano. https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c04006