Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

Дефицитный товар

Как мы обсуждали в главе 2, каждая аминокислота в клетках живых существ кодируется тремя генетическими «буквами» — нуклеотидами. Такие тройки нуклеотидов называют кодонами, и почти на каждую аминокислоту приходится больше одного кодона, причем у разных видов живых существ свои предпочтения по части выбора «любимого» кодона. При синтезе белка рибосома присоединяет к растущей цепи аминокислоты, ориентируясь на антикодон — тройку нуклеотидов на особой транспортной РНК (тРНК), которая поставляет в растущую белковую цепь аминокислоты. Клетка синтезирует тРНК с антикодонами, соответствующими всем вариантам кодонов, однако больше всего в ней тРНК, которые подходят к любимым кодонам этого организма. Если в гене встречается много редких кодонов, рибосома не сможет построить соответствующий ему белок: она будет все время ждать, пока из цитоплазмы приплывет нужная тРНК, и, с высокой вероятностью, отвалится от синтезируемой полипептидной цепи. В геноме вируса, используемого в качестве аттенуированной вакцины от COVID-19, один или несколько генов заменены на аналоги, в которых вместо обычных кодонов вставлены те, что редко используются млекопитающими. В лаборатории модифицированные вирусы могут нормально размножаться, так как ученые подкидывают им необходимые редкие тРНК. В естественной среде — в данном случае ею является организм человека — таких тРНК очень мало, поэтому вирус не может толком синтезировать необходимые ему белки. Он инфицирует клетки и провоцирует реакцию иммунной системы, однако нормально размножаться и заражать соседей не может.

Преимущества и недостатки

Так как вирус в аттенуированной вакцине мало отличается от исходного, такие вакцины дают хороший иммунный ответ. Впрочем, если у ослабленного патогена изменится именно то место, против которого направлены нейтрализующие антитела и Т-клеточный ответ, генерируемой защиты может оказаться недостаточно. Кроме того, ослабленный вирус может мутировать и вернуть себе патогенность. Вероятность этого крайне мала, но не равна нулю. Вирусы с деоптимизированными кодонами лишены этих недостатков, однако, как любые другие живые вирусы, требуют хранения в холоде на всем протяжении — от производства до момента введения. Как вариант, вакцина может быть лиофилизована (высушена), но в этом случае появляется риск ошибки персонала при разведении.

Статус на начало осени 2020 года

Аттенуированные вакцины от COVID-19 создают три компании. Разработки находятся на стадии доклинических испытаний.

Векторные вакцины

Принцип действия

Гены отдельных белков SARS-CoV-2 вставляют в геномы других вирусов (векторов), откуда ученые предварительно вырезали «опасные» гены. Иногда векторным вирусам оставляют гены, ответственные за размножение (реплицирующиеся векторы), иногда нет (нереплицирующиеся).

Преимущества и недостатки