Szczepionka na koronawirusa powstanie z tytoniu?

Kanadyjska firma biotechnologiczna Medicago, za którą stoi koncern tytoniowy Philip Morris International, ogłosiła właśnie opracowanie szczepionki na chorobę COVID-19. Szczepionka jest już w fazie testów - informuje ISBzdrowie.

Wyizolowanie cząstki wirusopodobnej z genu wirusa SARS-CoV-2 zajęło tej firmie zaledwie 20 dni. Rekordowe tempo nie byłoby możliwe bez udziału roślin tytoniu. To z ich liści firma pozyskuje przeciwciała dla swoich szczepionek. Medicago zapowiada, że jeśli testy przedkliniczne przebiegną pomyślnie, próby z udziałem ludzi zaczną się latem tego roku.

Medicago to firma biotechnologiczna z siedzibą w Quebec w Kanadzie. W swojej nowoczesnej szklarni o powierzchni ponad 9 tys. m2, w ściśle kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, firma uprawia tysiące roślin tytoniu z rodziny Nicotiana benthamiana. Wykorzystuje je jako swoiste bioreaktory: ich metabolizm oraz system immunologiczny zdolny jest do szybkiego wytworzenia przeciwciał, co ma kluczowy charakter dla szybkości opracowywania szczepionek.

Biofarmaceutyki pochodzące z takich roślin są wolne od zanieczyszczeń i patogenów zwierzęcych, zaś proces wydajnej ekspresji i oczyszczania białek podlega wysokiej optymalizacji, spełniając wymagania amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA), stawiane wobec produktów farmaceutycznych.

Naukowcy z Medicago w ciągu 20 dni zdołali wyizolować tzw. VLP (ang. virus-like particle), czyli wirusopodobną cząstkę COVID-19. To przykład cząstki o zachowanej strukturze i rozmiarach wirusa, ale bez niebezpiecznych dla niego elementów. To istotne novum, ponieważ do produkcji większości obecnych dzisiaj na rynku szczepionek wykorzystuje się ogromne ilości jaj kurzych. Infekuje się je odpowiednim wirusem lub bakterią. Sam proces jest jednak czasochłonny i bardzo kosztowny. Tymczasem w przypadku rozwiązania autorstwa Medicago bazą są zmodyfikowane biotechnologicznie rośliny tytoniowe. Wykorzystuje się je jako bioreaktory do produkcji leków biologicznych.

Samo odtworzenie cząstki wirusopodobnej (VLP) wystarczy jednak do tego, aby wywołać w organizmie reakcję immunologiczną i doprowadzić do wytworzenia przeciwciał. Dokładnie tak, jak gdyby organizm został zainfekowany przez „prawdziwego” wirusa. Naukowcy z Medicago wszczepili wirusopodobne cząstki COVID-19 w rośliny tytoniu, których liście po pewnym czasie zaczęły produkować pożądane przeciwciała przeciwko tej chorobie. Pozyskanie tych przeciwciał może okazać się milowym krokiem w kierunku opracowania finalnej szczepionki, która trafiłaby do powszechnego użytku.

Naukowcy z Medicago wykorzystują rośliny tytoniowe z rodziny Nicotiana benthamiana do wytwarzania przeciwciał wymierzonych w chorobotwórcze wirusy. Proces produkcji opiera się na metodzie przejściowej ekspresji z użyciem roślinnych wektorów bakteryjnych. W praktyce wygląda to następująco: rekombinowane DNA wirusa wszczepia się roślinie tytoniowej za pomocą odpowiedniego szczepu bakterii. Bakterie te przenoszą rekombinowane DNA do wielu komórek rośliny. Następnie obserwuje się zachodzącą w komórkach rośliny tytoniowej reakcję metaboliczną, której skutkiem jest wytworzenie białek niezbędnych do produkcji szczepionki. Później biomasę roślinną, z zawartymi już w niej pożądanymi białkami, oczyszcza się i odpowiednio preparuje. Tak, aby powstała baza dla szczepionki. Wirusopodobna cząstka, wraz z opracowanymi przeciwciałami, docelowo może trafić do finalnej szczepionki, pozwalając na zaszczepienie ludzkiego organizmu praktycznie bez żadnego ryzyka rozwoju infekcji wirusowej. Podobną drogę przeszła szczepionka na COVID-19, znajdująca się obecnie w fazie testów.

Medicago wykorzystało rośliny tytoniowe już przy epidemii wirusa H1N1 w 2009 roku. Opracowało wówczas kandydata na szczepionkę przeciwko wirusowi świńskiej grypy w zaledwie 19 dni. Trzy lata później, w 2012 roku, firma w ciągu miesiąca wyprodukowała 10 mln dawek monowalentnej szczepionki przeciw temu wirusowi grypy, na potrzeby Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), będącej częścią Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych.

Obecność tytoniu w laboratoriach kanadyjskiej firmy nie jest jej jedynym związkiem z branżą tytoniową. Współwłaścicielem Medicago, z udziałami sięgającymi 30 proc., jest koncern tytoniowy Philip Morris International. Amerykański gigant chce odkryć tytoń na nowo, dlatego inwestuje w badania naukowe i rozwój technologii alternatywnych produktów dla palaczy, którzy w przeciwnym wypadku kontynuowaliby palenie. W ciągu minionej dekady firma przeznaczyła ponad 7 mld dolarów na opracowanie alternatyw dla tradycyjnych papierosów, którymi są m.in. podgrzewacze tytoniu. Widzi się w nich potencjalnie mniej szkodliwe i inwazyjne formy dostarczania nikotyny do organizmu palaczy. Jednym z elementów strategii firmy są również istotne nakłady finansowe na rozwój innowacyjnych leków biologicznych, powstających na bazie zmodyfikowanego biotechnologicznie tytoniu. W 2008 roku Philip Morris International zainwestował w Medicago 15 mln dolarów. I właśnie dziś te inwestycje mogą dać wymierny efekt.

Szczepionkę na COVID-19 autorstwa Medicago czekają teraz testy przedkliniczne pod kątem bezpieczeństwa oraz skuteczności. Jeśli zakończą się sukcesem, pierwsze testy z udziałem ludzi mogłyby odbyć się latem, na przełomie lipca i sierpnia, zaś do powszechnego użytku szczepionka mogłaby trafić jesienią przyszłego roku (listopad 2021).

Czytaj też: Szczepionka na koronawirusa może za półtora roku

ISBzdrowie/kp