Ik krijg met m'n ietswat ervaring wel een beetje kriebels van deze heel kort door de bocht samenvatting, want er staan veel onjuistheden in (soms details, soms taaltechnisch en soms gewoonweg fout)
Nou, dat startpost waardig is het artikel misschien (maar staat niet veel nieuws in tov wat er al staat)
In het kort en simpel gezegd is het productieproces als volgt:
1) Een DNA sequentie wat codeert voor spike eiwit wordt gesynthetiseerd
2) Die wordt getransfecteerd in E.coli dmv electroporatie
3) E-coli wordt opgekweekt (in een fermentor / kweekvat) waarna het DNA er uit gezuiverd wordt
(Tot zo ver is het allemaal vrij standaard productiewerk, wat al jaren gedaan wordt. Het nieuwe aan mRNA vaccins is dat er nu een stabiel productieproces op grote schaal is ontwikkeld voor de volgende stappen, met als resultaat een stabiel mRNA)
4) DNA wordt omgezet dmv RNA polymerase en aanwezige nucleotiden naar mRNA
5) mRNA wordt "opgelost" in olie en buffer om het te beschermen tegen afbraak
1) en 2) Het is er niet ineens, maar wordt in een plasmide gekloneerd. Dit plasmide is een extra-chromosomaal circulair DNA wat met de bacteriën mee-repliceert. Daarvoor is 'druk' nodig, een selectie om dit plasmide bij zich te houden en te vermenigvuldigen. Vaak zijn dat antibiotica resistentie markers zoals ampiciline of kanamycine. De bacterie heeft het nodig, houdt het bij zich en deelt het mee samen met de deling van de bacterie zelf. Op deze manier krijg je veel plasmide, dus veel DNA wat je wilt. Taaltechnisch; je
transformeert een bacterie d.m.v. chemische of elektrische stimulans. Transfectie is bedoeld voor eukaryote cellen. Tijdens de transformatie voeg je plasmiden toe die dan in de bacterie worden gebracht.
3) Klopt, maar niet het DNA van de bacterie zelf, maar specifiek de plasmiden, detail
4) Je gaat wel heel makkelijk over deze stap terwijl dit juist het stukje missing link was waar zo lang over gedaan werd. In vitro transcriptie is heel lastig, zeker op grote schaal. Op labschaal kun je met een celvrij systeem dit wel doen; je neemt extracten van cellen die geen celwanden/membranen meer hebben maar wel alle componenten voor mRNA productie.
5) Dit is dan de nanoparticle productie? Want even oplossen in een buffer is wel heel kort door de bocht. En olie? De componenten die de buitenste schil maken van de nanoparticles zijn in de basis vetten die nadat er energie in gebracht worden, zich scheiden van de waterige oplossing door bolletjes te vormen en zo de mRNA strengen afschermen maar de techniek van het vormen van deze partikels is veel complexer dan je nu stelt
Na stap 3 wordt het geproduceerde DNA ingevroren als een soort working seed. Bij elke batch mRNA wordt de benodigde heoveelheid DNA uit de vriezer gehaald om er mRNA van te maken. Ik vermoed dat dit een van de redenen is dat de productie zo op stoom is.
Is puur voor reproducibility, want een maxi-prep draaien is 4 uurtje werk.
Stap 1-3 duurt, puur voor productie, 1 a 2 weken schat ik. Puur de productie van 4 en 5 enkele dagen. (Exclusief QC testen). Als je dus een voorraadje DNA hebt liggen kan je een tijdje vooruit. Daarnaast is de DNA productie in E.coli in een andere fabriek dan de mRNA productie. Het een kan dus onafhankelijk draaien t.o. de andere.
Stap 1 is ook de reden dat er snel een nieuw vaccin gemaakt kan worden tegen een andere mutant. Een kwestie van uitzoeken hoe je DNA sequentie er uit moet zien, die (laten) synthetiseren en opnieuw opkweken en een nieuwe seed voorraad aanleggen.
Deze tijdslijnen zijn een gok? Transformatie, overnacht opgroeien, volgende dag kolonie prikken voor check, dag erna check, opgroeien voor maxi, dag erna maxi, dag erna check van maxi = 5 dagen. Dan zullen ze het willen sequencen, kost een paar dagen afhankelijk van de techniek. Synthetiseren kost ook een week, kloneren in de juiste handen een dag. Niet dat je 2 weken ver naast zit, maar beetje duiding van de tijdslijnen
Anders is het bij de vector vaccins waarbij het product (Adenovirus wat een stukje code voor spike eiwit bij zich draagt) wordt gemaakt in een bioreactor (kweekvat) en daarna opgezuiverd, dus meer vergelijkbaar met stap 1-3 en voor elke batch 2-3 weken nodig is. Deze virussen groeien bovendien op cellen ipv bacterien. Cellen groeien veel langzamer dan bacterien en dus is er veel meer tijd nodig voor een zelfde hoeveelheid vaccin.
Uit 1 vat haalt J&J 2 miljoen spuiten vaccin. Onderschat 1) niet de afmeting (500 tot 1000 liter), de hoeveelheid cellen, de snelheid van virus replicatie, de gestroomlijnde productie etc etc.
Dat het langer duurt heeft meer te maken met de downstream processing en locaties; want er is feitelijk maar 1 locatie waar J&J echt productie heeft (Leiden) en het niet heel makkelijk op te zetten op andere plekken. Dit heeft een mRNA vaccin productielijn wel voordeel; doordat het chemische processen zijn is dit makkelijker over te brengen en ook op te schalen.