Das coronavirus hat Boden, sozialen, wirtschaftlichen und pädagogischen Austausch zu einem Stillstand auf der ganzen Welt. Für jetzt, die öffentliche Gesundheit Beamten sind angewiesen auf Werkzeuge wie soziale Distanzierung, um den Schaden zu minimieren, den virus, aber auf lange Sicht, eine COVID-19-Impfstoff ist der beste Hoffnung auf eine Rückkehr zur Normalität.
Es dauert normalerweise ein paar Jahre, um die Entwicklung eines Impfstoffs, sondern in das Gesicht des coronavirus, Biotechnologie-Firmen und Behörden nehmen aggressive Schritte zu einer COVID-19-Impfstoff weit früher verfügbar als das.
Ich studiere biomanufacturing und der synthetischen Biologie, und es ist faszinierend zu beobachten, wie diese beispiellose Anstrengung, stoße an die Grenzen der Impfstoff-Entwicklung. Öffentlichen und privaten Labors auf der ganzen Welt verfolgen cutting-edge-Impfstoff-engineering-Strategien, die Sie noch nie getestet wurde auf einem so großen Maßstab. Wenn diese Bemühungen erfolgreich sind, der Impfstoff würde zu einem wesentlichen Werkzeug, um zu kämpfen oder zu verhindern, dass künftige COVID Epidemien.
Wie Impfstoffe wirken
Die erste Zeit, die der Körper ausgesetzt ist, um ein neues virus, es dauert Wochen, um zu bauen, Antikörper und andere Abwehrmechanismen, die zu kämpfen es aus. Dies gibt dem virus genügend Zeit, sich zu replizieren und machen jemand krank.
Aber das Immunsystem hat ein Gedächtnis. Wenn es festgestellt hat ein virus vor, kann der Körper schnell bereitstellen, seine Abwehr gegen den Eindringling und neutralisieren das virus, vor einer vollständigen Infektion entwickelt.
Das ist die Idee hinter Impfstoffe: Sie geben dem Körper eine Chance zum Aufbau der Abwehr gegen ein virus, es kann auftreten in der Zukunft. Nicht alle Impfstoffe produzieren, die das gleiche Niveau der immunologischen Vorbereitung – desto stärker ist die erste Immunantwort, die besser den Impfstoff, aber einige Vorbereitung ist besser als keine.
Die traditionelle Art der Entwicklung eines Impfstoffes ist, zu wachsen und zu injizieren Patienten mit inaktivierten Viren. Diese müssen nicht krank machen, aber sobald ausgesetzt, um diese „tote“ Viren, die das Immunsystem haben die Waffen, um im Kampf gegen das virus in der Zukunft, wenn es nötig ist.
Leider, herauszufinden, wie zu wachsen ein neues virus auf einer industriellen Skala ist kompliziert, und einmal getan, der Prozess selbst ist oft langsam, schwierig und potenziell gefährlich. Zum Beispiel die Grippe-Impfstoff hergestellt wird, durch aufwachsen das virus in Millionen von Hühnereiern. Der Prozess dauert vier Monate. Darüber hinaus, wenn es mit einem virus, für die gibt es kein Medikament oder Impfstoff, es ist sicherer zu vermeiden, es wächst in großen Mengen aus Angst, es könnte versehentlich Leck aus der Fabrik und machen die situation noch schlimmer werden als es schon ist.
Mit dem Corona-Virus buchstäblich mal eine Frage von Leben und Tod, fast 50 öffentliche und private Labore wenden sich neuere, sicherere und schnellere Methoden zu entwickeln, die eine Corona-Virus-Impfstoff.
Protein-basierte Impfstoffe
Als Injektion der ganze virus, ist es möglich zu impfen einer person mit einem einzigen virus-Komponente. Die Stücke, die am häufigsten verwendet werden, sind Proteine aus der Oberfläche eines virus. Wenn eine live-virus in den Körper eindringt, diese oberflächenproteine sind leicht zu erkennen durch das Immunsystem. Dieser Ansatz ist einfacher, schneller und sicherer, da das virus-protein kann hergestellt werden, in einer Zellkultur.
Zwei Unternehmen, Sanofi und Novawax, sind sowohl die Entwicklung von protein-Impfstoffe auf der Grundlage der SARS-CoV-2 spike-protein, das Turm-förmigen Strukturen auf der Oberfläche des neuen Corona-Virus, dass Ursachen COVID-19.
Protein-basierte Impfstoffe, auch bekannt als rekombinante Impfstoffe, die bereits eine Impfung gegen virale Infektionen wie HPV. Sie sind viel einfacher zu produzieren im Vergleich zu herkömmlichen ganz-virus-Impfstoffe, aber es kann noch ein Jahr dauern, um die Entwicklung eines neuen Prozesses und mehrere Wochen zu produzieren, die den Impfstoff nach dem Herstellungsprozess entwickelt wurde. Die Welt braucht etwas schneller.
Gen-basierte Impfstoffe
Theoretisch der einfachste und Schnellste Weg, um einen Impfstoff wäre, um eine person eigenen Zellen produzieren winzige Mengen des viralen proteins, die eine Immunantwort auslösen. Zu tun, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler drehen, um die Genetik.
Die ersten genetischen Ansatz verwendet DNA. Eines einzelnen Gens, dass codes für ein protein aus der Corona-Virus ist injiziert in die Patienten-Zellen in der Hoffnung, dass ein kleiner Anteil der DNA-Moleküle finden Ihren Weg in den Zellkern. Dort wären Sie kopiert und in ein RNA-Molekül, das Lesen Sie dann von der Zelle zu produzieren, die das virale protein. Aber es ist schwierig, den menschlichen Körper, um genügend protein mit diesem Ansatz. Häufig werden sehr kleine DNA macht es auf den Zellkern und die Zelle nicht produzieren das protein in ausreichender Menge, um die trigger eine genügend starke Immunantwort.
Als der noch, es gibt keine DNA-Impfstoffe, die derzeit von der FDA für den menschlichen Gebrauch und der Erfolg dieser Methode wurde begrenzt. Aber es gibt Versprechen. Im Jahr 2016, mehrere Gruppen entwickelt Kandidat Zika Impfstoffe, die mit dieser Technologie und mindestens ein Unternehmen, INOVIO Pharmaceuticals, Inc. ist die Entwicklung von INO-4800, einem DNA-Impfstoff-Kandidat für die coronavirus.
Der Engpass der DNA-Impfstoffe ist, die DNA an den Zellkern transkribiert in RNA. Impfstoffe, RNA-direkt in der Lage sein könnte, dieses problem zu lösen. Da die RNA wird in Proteine übersetzt, sobald es die Zelle betritt, dieser Ansatz führt zu einer stärkeren Immunantwort als DNA-Impfstoffe. Jedoch, RNA zerfällt schneller als die DNA.
Dies hat nicht davon abgehalten eine Reihe von Unternehmen aus, die versuchen es trotzdem. Bemerkenswert ist die US-amerikanische Moderna, und am 16. März die National Institutes of Health startete eine klinische Studie von Moderna Führung der Corona-Virus-Impfstoff Kandidat, mRNA-1273.
Herstellung von DNA und RNA setzt auf standardisierte und relativ einfache Prozesse. DNA-Impfstoffe hergestellt werden, die Bakterien wachsen über Nacht, während die RNA-Impfstoffe produziert werden, in den Reagenzgläsern mit Hilfe einer biochemischen Reaktion, die nur Stunden dauert. Gen-basierte Impfstoffe könnten produziert werden, extrem schnell im Vergleich zu traditionellen oder protein-basierte Impfstoffe.
Freundlich-virus-Impfstoffe
Das Hauptproblem mit gen-basierte Impfstoffe ist immer die DNA oder RNA an, wo Sie benötigt werden. Ein eleganter Weg, diese Herausforderung zu lösen, ist die Verwendung von einem harmlosen virus als ein delivery-system. Viren sind extrem gut in Zellen eindringen; einmal drinnen, ein virus mit den Genen von SARS-CoV-2 könnte die Maschinerie der Zelle, um Proteine zu produzieren, um eine Immunantwort auslösen, die für die coronavirus.
Diese Technik wird verfolgt von ein paar Unternehmen auf der ganzen Welt. Zum Beispiel, Hong Kong-basierte CanSino Biologics ist das einfügen der Corona-Virus-Gens, dass codes für das spike-protein eines adenovirus. Sie verwendet diese Strategie zur Herstellung der ersten Staatlich zugelassenen Ebola-Impfstoff und klinischen Studien engineered adenovirus, Sie schützen würde gegen den coronavirus bereits in China begonnen.
Die Produktion von Impfstoffen geliefert, indem Sie Harmlose Viren langsamer ist, als die Herstellung von DNA-oder RNA-Impfstoffen, weil es darum geht, die Kultur des langsam wachsenden säugetier-Zellen. Jedoch, wie die Produktion von gen-basierten Impfstoffen stützen Sie sich auf bestehende Prozesse, die die Vorteile von Viren, optimiert für die Fertigung.
Die Eindämmung der Seuche mit unvollkommenen Impfstoffe
Während das Tempo der COVID-19-Impfstoff-Entwicklung ist beispiellos, die Zeitleiste, um die Massen-Impfung bleibt weiterhin ungewiss. Während die große Anzahl von Ansätzen verfolgt wird, kann der Eindruck von Verzweiflung und Verwirrung, es ist tatsächlich beruhigend. Dieser kombinierte Ansatz ist ein Weg zur Absicherung der Impfstoff-Entwicklung-Einsatz.