Quan apareix un nou patogen, els cossos i els sistemes de salut esdevenen vulnerables. En moments així, hi ha la necessitat urgent de trobar una vacuna per crear immunitat global amb el mínim cost de vides. Amb quina rapidesa podem desenvolupar vacunes quan més les necessitem?
When a new pathogen emerges, our bodies and healthcare systems are left vulnerable. In times like these, there’s an urgent need for a vaccine to create widespread immunity with minimal loss of life. So how quickly can we develop vaccines when we need them most? Vaccine development can generally be split into three phases.
El desenvolupament de vacunes es pot dividir en tres fases. A la recerca exploratòria, els científics experimenten amb diversos mètodes per trobar dissenys de vacunes segurs i repetibles. Quan s'han investigat al laboratori, comencen els testos clínics, on se n'avalua la seguretat, l'eficàcia i els efectes secundaris en mostres diverses de població. Al final, hi ha la fabricació, quan les vacunes es produeixen i distribueixen per a ús públic.
In exploratory research, scientists experiment with different approaches to find safe and replicable vaccine designs. Once these are vetted in the lab, they enter clinical testing, where vaccines are evaluated for safety, efficacy, and side effects across a variety of populations. Finally, there’s manufacturing, where vaccines are produced and distributed for public use. Under regular circumstances, this process takes an average of 15 to 20 years.
En condicions normals, el procés triga de 15 a 20 anys de mitjana. Però durant una pandèmia, s'utilitzen nombroses estratègies per travessar cada fase com més ràpid millor.
But during a pandemic, researchers employ numerous strategies to move through each stage as quickly as possible. Exploratory research is perhaps the most flexible.
Potser la més flexible és la de la recerca exploratòria. L'objectiu d'aquesta fase és trobar una manera segura de presentar al sistema immunitari el virus o el bacteri. Això li dona al cos la informació que li cal per crear anticossos capaços de combatre una infecció real. Hi ha moltes maneres de desencadenar aquesta resposta immunitària, però, en general, les més efectives són també les més lentes de produir.
The goal of this stage is to find a safe way to introduce our immune system to the virus or bacteria. This gives our body the information it needs to create antibodies capable of fighting a real infection. There are many ways to safely trigger this immune response, but generally, the most effective designs are also the slowest to produce. Traditional attenuated vaccines create long lasting resilience.
Les vacunes atenuades tradicionals creen resistència de llarga durada, però es basen en soques víriques afeblides que s'han de cultivar en teixit no humà durant molt de temps. Les vacunes inactivades són un mètode molt més ràpid, que aplica calor, àcid o radiació per afeblir el patogen. Les vacunes de subunitats, que injecten fragments innocus de proteïnes virals, també es poden crear ràpidament. Però aquestes tècniques ràpides produeixen una resistència menys robusta.
But they rely on weakened viral strains that must be cultivated in non-human tissue over long periods of time. Inactivated vaccines take a much faster approach, directly applying heat, acid, or radiation to weaken the pathogen. Sub-unit vaccines, that inject harmless fragments of viral proteins, can also be created quickly. But these faster techniques produce less robust resilience. These are just three of many vaccine designs,
Aquests són només tres dels molts dissenys de vacuna, cada un amb avantatges i inconvenients. No hi ha un sol mètode amb l'èxit garantit, i tots ells exigeixen una llarga recerca. Per tant, la manera d'accelerar-ho és que molts laboratoris treballin alhora en diferents models. Aquesta cursa per arribar el primer va produir en set mesos la primera vacuna pel virus del Zika, i la primera vacuna verificable per a la COVID-19 en 42 dies. Que siguin verificables no vol dir que siguin reeixides. Però els models que es considerin segurs i fàcils de repetir poden ser testats clínicament mentre d'altres exploren diferents alternatives.
each with their own pros and cons. No single approach is guaranteed to work, and all of them require time-consuming research. So the best way to speed things up is for many labs to work on different models simultaneously. This race-to-the-finish strategy produced the first testable Zika vaccine in 7 months, and the first testable COVID-19 vaccine in just 42 days. Being testable doesn’t mean these vaccines will be successful. But models that are deemed safe and easily replicable can move into clinical testing while other labs continue exploring alternatives. Whether a testable vaccine is produced in four months or four years,
Tant si es produeix la vacuna verificable en quatre mesos o quatre anys, el pas següent del desenvolupament és el més llarg i més imprevisible. Els assajos clínics tenen tres fases, i cada una té múltiples proves. Les proves de la fase 1 se centren en la intensitat de la resposta immunitària desencadenada, i intenten establir si la vacuna és segura i efectiva. Les proves de la fase 2 busquen les dosis i la programació correctes en una població més ampla. I les proves de la fase 3 analitzen la seguretat per a la població que la usarà prioritàriament i alhora identifiquen efectes secundaris i altres reaccions negatives.
the next stage is often the longest and most unpredictable stage of development. Clinical testing consists of three phases, each containing multiple trials. Phase I trials focus on the intensity of the triggered immune response, and try to establish that the vaccine is safe and effective. Phase II trials focus on determining the right dosage and delivery schedule across a wider population. And Phase III trials determine safety across the vaccine’s primary use population, while also identifying rare side effects and negative reactions. Given the number of variables and the focus on long-term safety,
Atesos el nombre de variables i l'èmfasi en la seguretat a la llarga, és molt difícil accelerar el procés de les proves clíniques. En casos extrems, els investigadors fan moltes proves alhora dins d'una mateixa fase. Però abans d'avançar necessiten complir uns criteris de seguretat. De vegades, els laboratoris acceleren el procés, reutilitzant tractaments previs ja aprovats. El 2009, es va adaptar la vacuna de la grip estacional per tractar la H1N1, i es va produir, en tan sols sis mesos, una vacuna àmpliament disponible. Tanmateix, aquesta tècnica només va bé quan s'aplica a patògens coneguts que tinguin models de vacuna ben establerts.
it’s incredibly difficult to speed up clinical testing. In extreme circumstances, researchers run multiple trials within one phase at the same time. But they still need to meet strict safety criteria before moving on. Occasionally, labs can expedite this process by leveraging previously approved treatments. In 2009, researchers adapted the seasonal flu vaccine to treat H1N1— producing a widely available vaccine in just six months. However, this technique only works when dealing with familiar pathogens that have well-established vaccine designs.
Després d'una fase 3 reeixida, una autoritat reguladora nacional revisa els resultats i aprova les vacunes segures perquè es puguin fabricar. Cada vacuna té una barreja única de components biològics i químics que requereixen un canal de producció especialitzat. Per començar la producció tan bon punt s'aprova la vacuna, cal dissenyar els plans de producció en paral·lel amb la recerca i les proves. Això requereix una coordinació constant entre laboratoris i fabricants, i també recursos per adaptar-se a canvis bruscs en el disseny de la vacuna (fins i tot si això significa abandonar mesos de treball).
After a successful Phase III trial, a national regulatory authority reviews the results and approves safe vaccines for manufacturing. Every vaccine has a unique blend of biological and chemical components that require a specialized pipeline to produce. To start production as soon as the vaccine is approved, manufacturing plans must be designed in parallel to research and testing. This requires constant coordination between labs and manufacturers, as well as the resources to adapt to sudden changes in vaccine design— even if that means scrapping months of work.
Amb el temps, els avenços en la recerca exploratòria i la fabricació haurien de fer aquest procés més ràpid. Estudis preliminars suggereixen que en el futur es podrà intercanviar material genètic de diferents virus per formar una sola vacuna. Les vacunes basades en ADN i ARN missatger podrien accelerar molt les tres fases de producció de vacunes. Però fins que arribin aquests descobriments la millor estratègia és que els laboratoris de tot el món cooperin i treballin en paral·lel amb aproximacions diferents. Quan comparteixen coneixement i recursos, els científics poden dividir i vèncer qualsevol patogen.
Over time, advances in exploratory research and manufacturing should make this process faster. Preliminary studies suggest that future researchers may be able to swap genetic material from different viruses into the same vaccine design. These DNA and mRNA based vaccines could dramatically expedite all three stages of vaccine production. But until such breakthroughs arrive, our best strategy is for labs around the world to cooperate and work in parallel on different approaches. By sharing knowledge and resources, scientists can divide and conquer any pathogen.