Fortele selgitab teemat akadeemik ja ettevõtja Mart Ustav, kelle firma Icosagen Cell Factory on ka eri koroonavastaste vahendite loomisega seotud.

Forte kirjutas hiljuti Icosageni loodavast koroonaravimist. Maaleht kirjutas eile, kuidas ettevõte aitab välja töötada koroonaviirust hävitavat ninaspreid.

Ustav lisab: "Firmas arendame viiruse erinevaid omadusi tuvastatavaid analüütilisi süsteeme ja muidugi jätkame terapeutilise antikeha arendusi, viimaks seda kliinilistesse uuringutesse.

Suur takistus on aga muidugi raha puudumine, sest cGMP-tingimustes inimesele manustatava antikeha tootmine on kallis ja ka kliinilised katsetused faasini IIA pole odavad." (cGMP – ingl current Good Manufacturing Practice).

Kuidas koroonavaktsiini üldse luuakse?

Geneetiliste vaktsiinide, mille hulka kuuluvad nii Pfizer-BioNTechi, Moderna, aga ka Astra-Zeneca ja Sputnik V omad, tööpõhimõte on ühesugune.

Geneetilist informatsiooni viiakse inimese rakkudesse selleks, et toota haigustekitaja (SARS CoV-2) antigeene, mille vastu tekkiv rakuline ja antikehaline immuunvastus takistab viiruse paljunemise ja sellega kahjustuste tekke.

Selleks, et saada aru, kuidas geneetilised vaktsiinid töötavad peab teadma, kuidas toimub inimese rakkudes geenide ekspressioon ehk geneetilise informatsiooni avaldumine. Enamiku inimeste teadmised geeniekspressiooni mehhanismidest on pehmelt öeldes mitte kõige paremad – kui neid üldse on!

Kuidas siis täpsemalt?

Enamikul juhtudest on geneetiline informatsioon talletatud kaheahelalise DNA kujul, mis on keemiliselt stabiilne molekul. Terve rea viiruste puhul talletatakse geneetiline info ka ühe või kaheahelalise RNA kujul.

Igal juhul peab geneetiline info jõudma rakkude tsütoplasmas ribosoomidesse, mis moodutades polüsoomid dekodeerivad geneetilise info aminohappeliseks valguliseks järjestuseks.

Pfizer-BioNTechi ja Moderna vaktsiinide puhul on geneetiline info toodetud RNA kujul, s.t. tegu on mRNA-ga, millel on geneetiline info koodonite kujul (kolmenukleotiidse koodonina) iga aminohappe kohta. SARS CoV-2 puhul on tegu viiruse ogavalgu geneetilise infoga mRNA kujul.

Seega selleks, et vaktsiini molekul luua, peab olema teada valgu aminohappeline koostis ja selle alusel saab sünteesida selle mRNA, kasutades vastavat DNA matriitsi ja spetsiifilisi bakteriofaagide transkriptaase – ensüüme.

Sünteesitud ogavalku kodeeriv mRNA-le lisatakse rakus valgu sünteesi parendamiseks vajalikud struktuursed elemendid, see molekul puhastatakse ja seejärel pakitakse nanoosakestesse, kasutades lipiidseid ühendeid.

Sellised nanoosakesed on suutelised seonduma inimese rakkudega, sienema nendesse ning seal vabaneb mRNA ja muutub bioloogiliselt aktiivseks. See tähendab, et ribosoomid seonduvad selle mRNA-ga, sünteesivad ogavalgu, millel on samasugused omadused nagu valgul, mis sünteesitakse inimese rakkudes SARS CoV-2 viirusnakkuse tulemusel.

Tänu sellele on tekkiv ogavalk samasugune võõrvalk nagu viirusnakkuse puhul ja tekkiv organismi reaktsioon on täiesti adekvaatne, kuigi nakkuslikku koroona viirust organismis pole.

On ka teisi variante?

Astra-Zeneca ja Sputnik V puhul on kasutusel geeniekspressioon, mis tuleneb adenoviiruse genoomist. Adenoviirused on leitud paljudel organismidel, sealhulgas inimestel ja erinevatel primaatidel.

Astra-Zeneca puhul on kasutusel šimpansi adenoviiruse genoom ja Sputnik V puhul kaks inimese adenoviirust – Ad5 ja Ad26. Nendest adenoviiruste genoomist (mille genoom on lineaarne umbes 30000 nukleotiidiline kaheahelaline DNA) on välja võetud geenid, mis määravad viiruse genoomi paljunemise rakus.

Need on viidud koekultuuri rakkudesse, kus need on suutelised toetama sellise defektse genoomi paljunemist ja pakkumist viirusosakestesse.

Ja lõpuks?

Defektsesse adenoviiruse genoomi on viidud sisse SARS CoV-2 ogavalgu tootmiseks vajalik geen DNA kujul ja sellise rekombinantse nakkusliku adenoviiruse tootmine on võimalik inimese rakkudes suures koguses.

See on protsess, mis toimub cGMP-tingimustes suurtes bioreaktorites vastavates tehastes. Kui adenoviirus on rakkudest vabanenud või mRNA on pakitud lipiidsetesse nanopartiklitesse, see puhastatakse, viiakse vajaliku tiitrini ja kasutatakse teatud doosis inimesele manustamiseks.

Selline rekombinantne adenoviirus on suuteline sisestama oma genoomi, mis sisaldab ka koroonaviiruse geeni järjestust inimese rakkudesse.

Viirus toimetab viiruse DNA raku tuuma. Toimub geenide ekspressioon nagu looduses ikka – raku polümeraasid sünteesivad mRNA, see läheb raku tsütoplasmasse, kus polüsoomid sünteesivad ogavalgu, mis on märklauaks immuunsüsteemile.

Mis võis juhtuda, et vaktsiinitootjad kohe suuremas koguses ei toodetud?

Nende kahe geneetilise vaktsiini tootmisel suurtes kogustes on vajalik täpne protsessi järgimine, mis toimub SOP-de alusel (ingl standard operating procedure), mis on alus toodetava vaktsiini kvaliteedile.

Kuigi kõik komponendid on selles tehnoloogilises protsessis hästi kontrollitud, võib ikka juhtuda, et mõni komponent – ensüüm, lipiidne komponent, rakukultuuri sööde, puhastusained – veab alt.

Ilmselt see ongi juhtunud mõlema vaktsiini suures koguses tootmise puhul, mistõttu on ka häireid tarnimisel. Minul puudub teave, mis neil igal konkreetselt untsu läinud on, aga kui miski on võimalik, siis see ükskord ka juhtub!