Как внутри организма действует вакцина «Спутник V». Рассказ c понятными картинками

Уроженец Слуцка Давид Кантровиц перевёл для читателей «Кур'ера» статью The New York Times, в которой показано, как действует вакцина «Спутник V», разработанная Российским национальным исследовательским центром эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи.

Авторы: Джонатан Корум и Карл Зиммер, The New York Times. Дата публикации: 8 января 2021 года.

Научно-исследовательский институт имени Гамалеи, подведомственный Министерству здравоохранения России, разработал вакцину против коронавируса, известную как «Спутник V» или «Гам-КОВИД-Вак». В декабре институт объявил, что эффективность вакцины составляет 91,4%. Россия использует эту разработку в кампании массовой вакцинации, и теперь «Спутник V» распространяется в Аргентине, Беларуси и других странах.

Частица коронавируса

Вирус SARS-CoV-2 насыщен белками, которые он использует для проникновения в клетки человека. Эти так называемые белковые шипы являются заманчивой мишенью для потенциальных вакцин и методов лечения.

«Спутник V» базируется на генетическом инструктировании части генома вируса, отвечающего за создание белка-шипа. Но в отличие от вакцин компаний Pfizer-BioNTech и Moderna, в которых инструкции хранятся в одноцепочечной РНК (рибонуклеиновой кислоте), «Спутник V» использует двухцепочечную ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту).

ДНК внутри аденовирусов

Исследователи разработали вакцину на основе аденовирусов — разновидность вируса, вызывающего простуду. Учёные, в частности, добавили ген шипового белка коронавируса к двум типам аденовирусов, которые называются Ad26 и Ad5, и сконструировали их таким образом, чтобы они могли проникать в клетки, но не имели бы способность создавать копии себе подобных.

«Спутник V» — результат десятилетних исследований вакцин на основе аденовируса. Первая из них была одобрена для всеобщего использования в прошлом году и многим известна как вакцина против лихорадки Эбола, произведённая компанией Johnson & Johnson. Некоторые другие вакцины против коронавируса также основаны на аденовирусах. Например, одна вакцина от компании Johnson & Johnson с использованием Ad26 и другая от Оксфордского университета и компании AstraZeneca с использованием аденовируса шимпанзе.

Вход в ячейку

После того как «Спутник V» вводится человеку в руку, аденовирусы натыкаются на клетки и присоединяются к белкам на их поверхности. Клетка окружает вирус пузырьком и втягивает его вовнутрь. Попав внутрь, аденовирус выходит из пузырька и проходит к ядру, которое является камерой, где хранятся ДНК-клетки.

Аденовирус проталкивает свою ДНК в ядро клетки и сконструирован таким образом, что не может копировать самого себя. Дальше ген белка-шипа коронавируса может быть прочитан клеткой и скопирован в молекулу, называемую матричной РНК или мРНК (где буква «м» является аббревиатурой английского слова «messenger», в переводе «посланник». — От автора перевода).

Создание белковых шипов

мРНК покидает ядро, а молекулы клетки считывают её цепочку (последовательность) и начинают сборку белков-шипов.

Некоторые из белков-шипов, производимых клеткой, образуют шипы, которые мигрируют к её поверхности и торчат кончиками наружу. Вакцинированные клетки также разбивают некоторые белки на фрагменты, которые они выставляют напоказ на своей поверхности. Эти выступающие спайки (шипы) и спайковые фрагменты белка затем могут распознаваться иммунной системой.

Аденовирус также провоцирует иммунную систему, включая сигнальные системы клетки. Клетка посылает предупреждающие сигналы, чтобы активировать иммунные клетки, находящиеся рядом. Поднимая эту тревогу, «Спутник V» заставляет иммунную систему сильнее реагировать на белки-шипы.

Обнаружение нарушителя

Когда вакцинированная клетка отмирает, то её остатки содержат шиповые белки и их фрагменты, которые затем могут быть поглощены иммунной клеткой, называемой антигенпрезентирующей (или клеткой, которая экспонирует чужеродный антиген в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости, которые, в свою очередь, могут распознаваться Т-клетками иммунной системы человека. — От автора перевода).

Клетка представляет на своей поверхности фрагменты белка-шипа. Когда другие клетки, называемые вспомогательными Т-клетками, обнаруживают эти фрагменты, то они могут поднять тревогу и помочь другим иммунным клеткам начать борьбу с инфекцией.

Изготовление антител

Другие иммунные клетки, называемые Б-клетками, могут наталкиваться на шипы коронавируса, выступающие на поверхности вакцинированных клеток, или на свободно плавающие фрагменты белка-шипа. Некоторые из этих Б-клеток могут быть способны непосредственно присоединиться и закрепиться на шипованных белках. Если же эти Б-клетки затем активируются при помощи Т-клеток, то они начинают размножаться и выделять антитела, целью которых является обнаружение шипованных белков.

Остановка вируса

Антитела могут цепляться за шипы коронавируса, помечать вирус для последующего разрушения и предотвращать заражение, блокируя прикрепление шипов к другим клеткам.

Уничтожение инфицированных клеток

Антигенпрезентирующие клетки также могут активировать другой тип иммунных клеток, называемых Т-убийцами, для поиска и уничтожения любых инфицированных коронавирусом клеток, которые отображают на своей поверхности фрагменты белка-шипа.

Две дозы

Некоторые исследователи опасаются, что наша иммунная система может отреагировать на вакцину против аденовируса, вырабатывая антитела против неё, что сделает вторую дозу неэффективной. Чтобы избежать этого, российские исследователи использовали один тип аденовируса, Ad26, для первой дозы, а другой, Ad5, — для второй.

Вакцины на основе аденовируса от COVID-19 более надёжны, чем мРНК-вакцины от Pfizer и Moderna. ДНК не такая хрупкая, как РНК, а прочная белковая оболочка аденовируса помогает защитить генетический материал внутри. В результате «Спутник V» можно хранить в холодильнике, и такое хранение не требует очень низких температур.

Запоминание вируса

Институт имени Гамалеи объявил, что эффективность «Спутника V» составляет 91,4%, но ещё не опубликовал научную статью с полной информацией об испытании (на дату публикации 8 января. — Прим. ред.).

Пока неясно, как долго может длиться защита, предоставляемая этой вакциной. Уровень антител и Т-клеток убийц, вызванных вакциной, может снизиться через несколько месяцев после вакцинации. Но иммунная система также содержит специальные клетки, называемые Б-клетками памяти и Т-клетками памяти, которые могут сохранять информацию о коронавирусе годами или даже десятилетиями.

Хронология вакцины в 2020 году

Июнь. Институт имени Гамалеи запускает клинические испытания своей вакцины, первоначально названной «Гам-КОВИД-Вак».

11 августа. Владимир Путин объявляет, что российский регулирующий орган здравоохранения одобрил вакцину, переименованную в «Спутник V», ещё до начала третьей фазы испытаний. Эксперты по вакцинам считают этот шаг рискованным.

20 августа. Россия отказывается от сделанного ранее заявления, заявляя, что одобрение вакцины было «свидетельством об условной регистрации», которое зависит от положительных результатов испытаний в третьей фазе.

4 сентября. Учёные Гамалеи публикуют результаты своего исследования фазы ½ испытания. В небольшом исследовании они обнаружили, что «Спутник V» даёт антитела к коронавирусу и вызывает лёгкие побочные эффекты.

7 сентября. В России начинается третья фаза исследования.

17 октября. В Индии запускается испытательная фаза 2/3.

11 ноября. Российский фонд прямых инвестиций объявляет первые предварительные доказательства, полученные в ходе третьего этапа испытаний, свидетельствующие об эффективности вакцины. Основываясь на 20 случаях заражения COVID-19 среди участников испытаний, российские учёные оценивают эффективность вакцины в 92%.

Ноябрь. Правительство России начинает предлагать «Спутник V» внутри страны в рамках кампании массовой вакцинации. Но беспокойство по поводу того, что вакцина была поспешно одобрена, приводит к повсеместным колебаниям граждан в принятии решения по вакцинации.

Декабрь. Окончательное количество исследованных случаев в рамках третьего этапа — 78. Уровень эффективности практически не изменился и составил 91,4%. Из 78 случаев COVID-19 в испытании 20 были тяжёлыми, и все 20 случаев заболевания были у добровольцев, получавших плацебо. Кроме того, исследователи заявляют, что не обнаружили серьёзных побочных эффектов от вакцины.

11 декабря. Производитель лекарств AstraZeneca, который разрабатывает вакцину на основе аденовируса в партнёрстве с Оксфордским университетом, объединяет усилия с институтом им. Гамалеи, чтобы проверить, повысит ли объединение их вакцины со «Спутником V» эффективность разработки от Oxford-AstraZeneca.

24 декабря. Associated Press сообщает, что принимавшие участие в испытаниях добровольцы, подозревающие, что получили плацебо, покидают исследования для того, чтобы получить настоящую вакцину теперь, когда она стала широко доступна. Исследователи, проводящие испытание, вынуждены сократить его запланированный размер с 40 000 до 31 000 участников, тем самым заставляя экспертов беспокоиться о том, что у таких исследований не будет достаточной статистической мощи и обоснования, чтобы сделать убедительные выводы о безопасности и эффективности вакцины.

22 декабря. Беларусь стала первой страной за пределами России, зарегистрировавшей «Спутник V».

23 декабря. Аргентина разрешает вакцину для экстренного использования.

24 декабря. Компания AstraZeneca регистрирует первую фазу испытаний комбинированной вакцины «Спутник V» и Oxford-AstraZeneca.

---

Напомним, что Давид Кантровиц родился в Слуцке, но в 1995 году переехал в Москву, а потом почти сразу — в Канаду. Получил степень бакалавра наук в экономике и международных отношениях в университете Торонто и степень магистра наук в Австралийском национальном университете. Он бесплатно перевёл для случчан и других жителей Беларуси статьи про коронавирус.