Zespół naukowców z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej, Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii oraz immunologów pracuje nad nanoszczepionką opartą o rekombinowane białka wirusa SARS-CoV-2 kowalencyjnie związane z biodegradowalnymi nanocząstkami tlenku żelaza.
Epidemia COVID-19 wywołana przez koronawirusa SARS-CoV-2 dotyka wielu milionów ludzi. Zapaść systemu opieki medycznej, spowodowana olbrzymią liczbą chorych, doprowadziła do znacznego wzrostu liczby komplikacji medycznych i zgonów na skutek innych chorób. Z powodu pandemii gospodarkę światową dotknął olbrzymi kryzys ekonomiczny będący rezultatem powszechnej niepewności, spowolnienia działalności produkcyjnej i transportu. Koszty społeczne pandemii COVID-19 są olbrzymie i stale rosną. Przyszłość pandemii jest trudna do przewidzenia. Sądząc z zasięgu i dynamiki pandemii, należy uznać, że wirus nie zniknie samoistnie i to niebezpieczne zjawisko będzie miało charakter powtarzalny, prawdopodobnie jeszcze bardziej niebezpieczny. Dlatego jedynym rozwiązaniem wydaje się skuteczna szczepionka o globalnym zastosowaniu, a także stworzenie rozwiązań systemowych umożliwiających dynamiczne i skuteczne przeciwdziałanie tego typu zagrożeniom w przyszłości.
Celem projektu realizowanego przez zespół prof. dr. hab. inż. Tomasza Ciacha z Politechniki Warszawskiej jest opracowanie prostej i taniej w produkcji szczepionki nanotechnologicznej opartej o rekombinowane białka wirusa produkowane w bakteryjnym systemie ekspresyjnym, a także zaproponowanie metody szybkiego opracowywania i produkowania szczepionek na zmutowane wersje wirusa lub na nowe wirusy czy bakterie, które mogą pojawiać się w przyszłości.
Na podstawie wieloletniego doświadczenia autorów projektu i zdobytej przez nich wiedzy w dziedzinie inżynierii genetycznej, chemii, biotechnologii przemysłowej i nanotechnologii, udało uzyskać się trzy warianty rekombinowanych białek otoczki wirusa COVID-19 (epitopów) wykazujących, zgodnie z najnowszymi doniesieniami naukowymi, najwyższą immunogenność. Naukowcy udekorowali biokompatybilne oraz biodegradowalne nanocząstki uzyskanymi rekombinowanymi epitopami wirusa SARS-Cov-2.
W pierwszym etapie wybrano fragmenty białek wirusa. Szczególnie ważne dla zespołu badawczego było, aby były one stabilne pod kątem mutacji i dawały szansę na uzyskanie silnej i trwałej odpowiedzi immunologicznej. Wybrane fragmenty sekwencji kodujących białka otoczki wirusa (spike) zostały sklonowane i wprowadzone do autorskiego prokariotycznego systemu ekspresyjnego, a następnie umieszczone w szczepach bakteryjnych E. coli – tłumaczy prof. Ciach.