О том, как спешили в России с вакциной к нынешнему пандемическому сезону, не говорил только ленивый. По признанию директора НИИ гриппа РАМН академика РАМН Олега Киселева, успели в самый последний момент. Такова технология, и обойти ее нельзя: сначала НИИ гриппа ждал штаммы пандемического «калифорнийца» из Центра по контролю за заболеваемостью в США и из Института стандартизации и контроля в Великобритании, затем передал их производителям, которые уже изготовили вакцину… Впрочем, в ближайшее время этот сценарий может измениться. Новая российская вакцина против гриппа станет в истинном смысле слова «обновкой к сезону». Ведь для ее создания уже не нужен живой штамм актуального вируса. Достаточно синтезировать один-единственный его ген, а для этого можно воспользоваться расшифровкой генома вируса, опубликованной уполномоченными организациями в Интернете. Обычно она появляется спустя пару недель после того, как новую разновидность вируса обнаружат. Синтезированный по «интернет-лекалам» ген «вошьют» в специальную частицу-переносчик, и вакцину, состоящую из таких частиц, капнут в нос или сделают укол. Организм по этому гену позже опознает настоящий вирус и начнет с ним бороться. Это сократит время изготовления вакцины.
Вирусный стриптиз
Ученые не скрывают: нынешний прогресс — следствие научного бума четвертьвековой давности. В то время исследователи, твердо убежденные, что за все в организме отвечают гены, усиленно искали средство для «починки» ДНК. «Это были изыскания в рамках возникшей тогда генной инженерии, давшей возможность «кроить» и «резать» гены, манипулировать с ними, — говорит заместитель директора по науке, руководитель лаборатории молекулярной биотехнологии ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи Борис Народицкий. — Все искали средство, с помощью которого можно было доставить в клетки организма «правильные» гены».
Но как доставить? Нужна была какая-то небольшая автономная частица, внутрь которой можно было поместить генетический материал. Сейчас, когда таких частиц размером до 100 нанометров существует уже немало, их все чаще называют модным словом «наноконтейнеры», намекая, что в них «упакованы» отрезки нужной ДНК. Но в середине 70-х лейбл «нано» был, понятно, не в ходу, и сначала ученые придумали назвать средство доставки просто: vehicle — «транспорт», «тележка». Слово не прижилось, позже появилось другое: «вектор».
Ученые составили длинный список всевозможных средств доставки. Кто-то пробовал «упаковывать» нужную ДНК в липосомы — крошечные частицы, состоящие из жирных кислот, обволакивающих капельку воды. Кому-то приглянулись дендримеры — полимеры, молекулы которых имеют сложную структуру, напоминающую дерево с шарообразной кроной. Выяснилось, что кусочки ДНК могут образовывать с ними соединения, способные проникать в клетки организма. Однако многие ученые еще в восьмидесятые годы положили глаз на другие маленькие частицы — обычные вирусы, созданные природой наноструктуры, обладающие целым рядом уникальных свойств, обусловленных именно их размерами. Они как будто специально были созданы природой для того, чтобы проникать в клетку организма и доставлять туда собственную, чуждую для этой клетки ДНК.
Конечно, было известно, что вирус при этом действует в своих целях, используя ресурсы клетки. Для этого, как писали в статьях микробиологи, он после проникновения в клетку устраивает форменный стриптиз: под влиянием клеточных ферментов сбрасывает оболочку, и освободившаяся вирусная ДНК или РНК начинает свою работу в клетке. Гены вируса блокируют или активируют гены клетки, запуская их деятельность так, как нужно для размножения вируса. Но почему бы в свою очередь не использовать «стриптиз вируса» для доставки в организм необходимой ДНК?
Сначала было непонятно, какой именно вирус лучше использовать в качестве контейнера для ДНК. Однако позже ученые выбрали для этой цели аденовирусы, обычно вызывающие у человека банальный насморк. Почему именно их? Причин оказалось несколько. «Во-первых, аденовирусы давно и очень хорошо изучены, — говорит Борис Народицкий. — Было понятно, что именно надо изменить в таком вирусе, чтобы сделать его безопасным для человека. Во-вторых, с аденовирусом легко работать. Он хорошо поддается выращиванию и очистке. У него удобный размер генома — если бы он был меньше, в него было бы трудно что-то вставить, а с геномом большего объема трудно управляться».
Получилось так, что генно-инженерные конструкции на основе аденовирусов стали создавать сразу в нескольких странах — Франции, Германии, США. Российские ученые тоже создали свою аденовирусную частицу. Для этого они взяли обычный аденовирус и «разоружили» его, удалив приблизительно 15 процентов генома — так называемые сверхранние гены. Именно они начинают работать первыми, когда вирус «разденется» в клетке и его ДНК попадет в клеточное ядро. Они запускают работу остальных генов вируса и блокируют или, наоборот, активируют гены клетки так, как это нужно вирусу. «Удалив сверхранние гены, мы лишаем вирус возможности перепрограммировать метаболизм клетки в свою пользу, — говорит Борис Народицкий. — Без этой возможности он превращается для клетки в простой мешочек, который иммунная система организма обязательно найдет и уничтожит через 10-15 дней. Этот мешочек может стать идеальным наноконтейнером для доставки в организм определенных генов, достаточно вставить их в аденовирусную частицу».
Вначале было…
Для чего же использовали первые наноконтейнеры? Сначала ученые устремились к единственной заветной цели: лечению врожденных генетических дефектов у человека. Было известно, что они могут служить причиной тяжелейших заболеваний, от которых до сих пор не найдено лечения, — таких недугов сегодня около четырех тысяч. Впервые генная инженерия была применена для лечения 4-летней девочки, страдавшей от тяжелой формы иммунодефицита. Ее болезнь возникла из-за неправильной работы гена, кодирующего белок аденозиндезаминазу (ADA) — без этого белка белые клетки крови умирают, делая организм беззащитным перед инфекциями. Девочке ввели исправленную копию гена ADA в составе модифицированных вирусов, и через шесть месяцев количество белых кровяных клеток у нее приблизилось к норме. Первый успех генной терапии окрылил исследователей. В начале 90-х годов в этой области уже работали сотни лабораторий по всему миру. Опыты на животных были успешными, казалось, что обещанный прорыв не за горами… Беда пришла, откуда не ждали. «Эксперименты на животных оказались столь обнадеживающими, что ученые слишком поторопились приступить к лечению людей», — вспоминает Борис Народицкий.
Работы в этом направлении остановил один трагический случай, вернее, трагическое стечение обстоятельств. У больного с тяжелым генетическим дефектом, которому должны были ввести в кровь модифицированный вирус с вставленным в него «работающим» геном, выявились серьезные проблемы с печенью и почками — те просто не справились с поступившим в организм при лечении большим количеством чужеродного белка. Пациент, которому проводили генную терапию с использованием модифицированных аденовирусов, был не первым: до этого лечение в той же клинике тем же препаратом с успехом прошли 17 человек. Однако именно восемнадцатый не выдержал терапии и скончался.
Вскоре могущественная американская FDA (Food and Drug Administration) запретила США все опыты с генной терапией у людей. Правда, запрет длился всего несколько лет. После того как результаты тщательно проанализировали, его сняли, ведь в трагедии меньше всего были виновны модифицированные аденовирусы. Сегодня по всему миру находятся в работе более 200 протоколов подобных клинических исследований. Это происходит и в Европе, и в США, и в России.
Однако вынужденная передышка принесла неожиданную пользу. «Исследователи стали работать аккуратнее, понимая, что результаты, полученные при лечении животных и человека, могут быть разными, — говорит Борис Народицкий. — Но главное, ученые задумались, где еще, кроме генной терапии, можно применить генно-инженерные конструкции. И тут стало ясно, что начинать надо было вообще с другого — с вакцин».
Решив присмотреться к генно-инженерным вакцинам, ученые, как выяснилось позже, попали в яблочко: ведь вакцины были более безопасны. Если генная терапия требовала длительного лечения и огромных доз модифицированного вируса, содержащего нужный больному «исправленный» ген — это могли вынести не все пациенты, — то вакцины для выработки иммунитета должны были «пожить» в организме всего две-три недели. Дозы вводимого чужеродного белка при этом были небольшими, и это не имело вредных последствий для организма. К тому же в отличие от генной терапии, проводимой у людей с тяжелыми недугами, для вакцинации сначала можно было отобрать группы здоровых добровольцев, хорошо переносивших любые вмешательства.
Впрочем, российские исследователи не скрывают, что имелась еще одна существенная причина, заставившая их обратить внимание на генно-инженерные вакцины. «Наши возможности были ограниченны, и мы выбирали пути, требовавшие минимальных затрат, — говорит Борис Народицкий. — Голь на выдумки хитра, это уж точно. Работать с вакцинами просто дешевле».
Наше ноу-хау
Исследования российских ученых находились на хорошем уровне, но ими никто особенно не интересовался. Это и понятно: долгое время производство вакцин не считалось высокодоходным делом. Все изменилось, когда обнаружилось, что мировой рынок вакцин несколько лет подряд стабильно рос почти на 30 процентов в год. Интерес фармы развернулся в сторону биопрепаратов, к коим относятся и вакцины. И когда один из фармгигантов затеял работу над вакциной против ВИЧ, которая должна была стать настоящим блокбастером (это была генно-инженерная вакцина, где контейнером для генетической начинки служил аденовирус), а другая крупная американская компания приступила к первой фазе клинических испытаний генно-инженерной вакцины против гриппа, тоже созданной на основе аденовируса, россияне поняли, что их исследования находятся в русле мировых тенденций. У них появился шанс не только продвинуть свою разработку, но и выйти с ней на рынок.
РОСНАНО счел проект перспективным и пообещал профинансировать создание производства новой вакцины в соответствии с международными стандартами GMP (Good Manufacturing Practice).
«Работая над вакциной против гриппа, мы исследовали сначала птичий грипп и работали вместе с Федеральным центром охраны здоровья животных Россельхознадзора РФ», — рассказывает Борис Народицкий. Ученые создали специальную генно-инженерную конструкцию: взяли у вируса гриппа птиц один-единственный ген белка гемагглютинина и вставили его в «контейнер» — аденовирусную частицу. Поскольку именно белок гемагглютинина, находящийся на поверхности вируса, обычно распознается иммунной системой организма, он отвечает за создание защитного иммунного ответа. Так случилось с вакциной против гриппа птиц. Результаты ее проверки, проведенной в Федеральном центре охраны здоровья животных под руководством профессора Владимира Дрыгина, были многообещающими. Обычно специалисты считают самой эффективной живую вакцину против гриппа. Однако в этом случае генно-инженерная вакцина, созданная российскими учеными, оказалась более эффективной, чем уже утвержденная вакцина для профилактики гриппа птиц. Правда, пока это проверено только на животных.
Что дальше? Сейчас аденовирусная частица, в которую на этот раз «вшили» ген гемагглютинина человеческого вируса гриппа, проходит проверку в НИИ гриппа РАМН. «Безопасность новой генно-инженерной вакцины уже доказана на животных, теперь предстоит самое трудное — проверить ее эффективность у пациентов», — говорит директор НИИ гриппа РАМН академик РАМН Олег Киселев. Пока никто не прогнозирует, как покажет себя новая вакцина. «Конечно, мы проверили ее на мышах, крысах, цыплятах, обезьянах. Однако весь опыт генной терапии учит нас не забегать вперед и не переносить на пациентов результаты, полученные на работе с животными», — стучит по дереву Борис Народицкий.
Впрочем, факты говорят сами за себя. Если российская вакцина против гриппа успешно и в срок пройдет все проверки, то на нашем рынке появится продукт, не срисованный с западных лекал, а созданный отечественными исследователями, шедшими ноздря в ноздрю с ведущими лабораториями мира. И это не менее важно, чем успеть с вакциной к разгару пандемии.
Журнал «Итоги» / Алла Астахова
[…] Новости GMP […]