Во время пандемии COVID-19 фармацевтические компании произвели беспрецедентное количество вакцин. Это помогло спасти миллионы жизней, но, с другой стороны, многие вакцины остались неиспользованными, просроченными и их пришлось выбросить. Чтобы избежать подобных проблем в будущем, литовские исследователи из Центра физических наук и технологий (FTMC) предлагают экологичное решение в рамках проекта. Возможно, просроченные вакцины можно перепрофилировать для другой задачи: разработки новых биосенсоров?
Группа учёных впервые в мире успешно продемонстрировала такую возможность в своей статье, которая недавно была опубликована в журнале Talanta. Авторы статьи — исследователи из отдела нанотехнологий FTMC: доктор Винцентас Миндаугас Мачюлис, доктор Аста Лючюнайте, доктор Мантвидас Усвалтас, доктор Сильвия Ючюте и профессор доктор Иева Пликушене, а также доктор Альмира Раманавичюте, профессор факультета химии и наук о Земле Вильнюсского университета.
Идея учёных FTMC
На пике пандемии мы слышали из СМИ истории о том, как правительства закупали большое количество вакцин — но, как и у всех препаратов, у них есть срок годности. Многие из этих вакцин остались неиспользованными и были выброшены. Поэтому учёные FTMC предложили идею — дать просроченным препаратам вторую жизнь.
«Мы сосредоточили своё внимание на вакцинах с вирусоподобными частицами (VLP). VLP — это белковые структуры, которые напоминают настоящие вирусы, но не содержат их генетического материала (ДНК или РНК). Поэтому они не могут вызвать инфекцию, но иммунная система распознаёт их как угрозу и начинает вырабатывать антитела, формируя иммунитет», — говорит доктор Винцентас Миндаугас Мачюлис, ведущий автор исследования.
Литовская команда поставила перед собой две задачи: использовать просроченные вакцины от COVID-19 с VLP и адаптировать их для использования в биосенсорах, которые помогли бы определить иммунитет к коронавирусу.
Просроченные вакцины были переданы из лаборатории доктора Аурелии Жвирблени, профессора Центра наук о жизни Вильнюсского университета (VU GMC).
«Помимо шиповидного белка, вакцина содержит дополнительные компоненты — фармацевтические вещества, которые улучшают стабильность препарата, а также адъюванты. Последние — это молекулы, которые стимулируют иммунный ответ, чтобы организм распознал опасность и начал защищаться», — объясняет доктор Мачюлис.
Дальнейшие действия
Шиповидные белки из вакцин были «прикреплены» (иммобилизованы) к золотой поверхности с помощью химических связей. Эта поверхность была разработана для обнаружения антител.
Для этого команда Мачюлиса использовала специально подготовленные сыворотки крови, содержащие разное количество антител. Они были протестированы с помощью трёх разных сенсорных поверхностей. Одна содержала ранее упомянутые изолированные шиповидные белки, другая — коммерчески доступные шиповидные белки из штамма вируса, который циркулировал в начале пандемии, а третья — шиповидные белки из омикрон-варианта коронавируса.
Учёные наблюдали, как каждый шип белков связывается с антителами в сыворотке крови — распознают ли эти шипы с разными мутациями иммунитет человека к коронавирусу.
«Как мы описали в статье, эти первые эксперименты были очень успешными. Таким образом, биосенсоры распознали антитела с помощью шиповидных белков, полученных из устаревших вакцин, и дали надёжные результаты. По сравнению с коммерческими «свежими» белками это взаимодействие пока не столь точно, но это только начало. Общий результат обнадеживает — на данном этапе использование старых вакцин оправдывает себя», — отмечает учёный.
Учёные из FTMC стремятся к тому, чтобы вакцины больше не выбрасывались, а производство вакцин стало более устойчивым. Кроме того, если им удастся усовершенствовать свой метод до технологии биосенсоров, это будет гораздо более дешёвым способом обнаружения специфических антител.