În interiorul acestei facilități din Chesterfield, Missouri, miliarde de bacterii produc mici bucle de ADN care conțin gene coronavirus – materia primă pentru vaccinul Pfizer-BioNTech.
Este începutul unui proces complex de fabricare și testare care durează 60 de zile și implică facilități Pfizer din trei state. Rezultatul va consta în milioane de doze de vaccin, congelate și gata de expediere.
Pasul 1. Scoatrea ADN-ul din depozitul frigorific
Un om de știință îndepărtează flacoanele de ADN din banca de celule principale, sursa fiecărui lot de vaccin Covid-19 al lui Pfizer. Flacoanele sunt păstrate la –150 ° C (–238 ° F) sau mai jos și conțin inele mici de ADN numite plasmide.
Fiecare plasmidă conține o genă coronavirus, instrucțiunile genetice pentru o celulă umană pentru a construi proteine coronavirus și a declanșa un răspuns imun la virus.
“Cumva, asta îmi amintește de 11 septembrie. Este aceeași senzație de: ce făceați atunci?” – Amy Barnes, SENIOR SCIENTIST
Oamenii de știință decongelează plasmidele și modifică un lot de bacterii E. coli pentru a lua plasmidele în interiorul celulelor lor.
Un singur flacon poate produce până la 50 de milioane de doze de vaccin.
Pasul 2. Creşterea celulelor
“Se întămplă rar să lucrezi la ceva în laborator, apoi te duci acasă și pornești televizorul să vezi că primele 10 titluri sunt despre lucrul la care lucrai tu astăzi”
Katherine Calhoun, ASSOCIATE SCIENTIST
Flaconul cu bacterii modificate este învârtit într-un balon de mediu de creștere de culoarea chihlimbarului, un mediu steril și cald, care încurajează bacteriile să se înmulțească.
Pasul 3. Fermentarea produsului
Bacteriile sunt lăsate să ‘dospească’ peste noapte și apoi sunt mutate într-un fermentator mare care conține până la 300 de litri de ‘bulion’ de nutrienți.
‘Bulionul’ bacterian petrece patru zile în fermentator, multiplicându-se la fiecare 20 de minute și făcând miliarde de copii ale plasmidelor ADN.
Pasul 4. Recoltarea și purificarea ADN-ului
Când fermentația este completă, oamenii de știință adaugă substanțe chimice pentru a sparge bacteriile și a elibera plasmidele din celulele care le încadrează.
Amestecul este apoi purificat pentru a îndepărta bacteriile și pentru a lăsa doar plasmidele.
Pasul 5. Testul de calitate
Plasmidele sunt testate pentru puritate și comparate cu probele anterioare pentru a confirma că secvența genei coronavirusului nu s-a modificat.
Pasul 6. Tăierea plasmidelor
Dacă plasmidele trec verificările de calitate, proteinele numite enzime sunt adăugate la amestec. Enzimele taie plasmidele circulare și separă genele coronavirusului în segmente drepte, un proces numit liniarizare care durează aproximativ două zile.
Pasul 7. Filtrarea ADN-ului
Orice bacterie sau fragment de plasmidă rămase sunt filtrate, lăsând sticle de un litru de ADN purificat.
Secvențele ADN sunt testate din nou și vor servi drept șabloane pentru următoarea etapă a procesului. Fiecare sticlă de ADN va produce aproximativ 1,5 milioane de doze de vaccin.
Unitatea din Chesterfield este singura sursă de plasmide Pfizer pentru vaccinul Covid-19. Dar finalizarea vaccinului necesită încă câțiva pași în alte două facilități.
Pasul 8. Congelarea, împachetarea şi expedierea
Fiecare sticlă de ADN este înghețată, ambalată, sigilată și echipată cu un mic monitor care îi va înregistra temperatura în tranzit.
“Ceea ce facem este atât de important, deoarece controlăm practic tot ce este livrat. Fiecare fiolă care se adresează fiecărei persoane trece pe la noi mai întâi.”
Sahar Gholami, LAB TECHNICIAN
Până la 48 de sticle sunt ambalate într-un recipient cu suficientă gheață uscată pentru a le menține înghețate la –20 ° C (–4 ° F). Containerele sunt blocate pentru a preveni manipularea și sunt expediate către o unitate de cercetare și fabricație Pfizer din Andover, Massachusetts.
Unitatea din Andover va procesa ADN-ul în ARN mesager sau ARNm, ingredientul activ al vaccinului Pfizer-BioNTech.
Alte sticle sunt transportate către instalațiile BioNTech din Mainz, Germania, unde sunt procesate pentru Europa și alte piețe.
Pasul 9. Transcrierea ADN-ului în ARNm
În interiorul facilității din Andover, pereții galbeni marchează suita de ARNm. Cinci sticle de ADN sunt decongelate pentru o zi, apoi amestecate cu elementele de bază ale ARN-ului mesager.
Pe parcursul mai multor ore, enzimele deschid șabloanele ADN și le transcriu în fire de ARNm. Vaccinul terminat va transporta ARNm în celulele umane, care vor citi gena coronavirusului și vor începe să producă proteine coronavirus.
Amestecul este mutat într-un rezervor de reținere, apoi filtrat pentru a elimina orice ADN, enzime sau alte impurități nedorite. Fiecare lot va produce până la 7,5 milioane de doze de vaccin.
Pasul 10. Testarea ARNm
“Această nanoparticulă lipidică de ARN era nouă pentru noi, dar am putea folosi instrumentele noastre probate și confirmate să o putem înțelege, analiza și descoperi cum să o facem de înaltă calitate.”
Meg Ruesch, VICE PRESIDENT FOR RESEARCH AND DEVELOPMENT
Vaccinul Pfizer-BioNTech a fost primul vaccin ARNm autorizat pentru utilizare de urgență la oameni.
Oamenii de știință analitici testează în mod repetat ARNm filtrat pentru a verifica puritatea acestuia și pentru a confirma că secvența genetică este corectă.
Rezultatul este de 10 saci de ARNm coronavirus. Fiecare pungă conține 16 litri și reprezintă materia primă pentru aproximativ 750.000 de doze de vaccin.
Pasul 11. Îngheţarea, ambalarea şi expedierea (Din nou)
Pungile de ARNm sunt înghețate la –20 ° C (–4 ° F) și expediate la o unitate Pfizer din Kalamazoo, Michigan, unde vor fi procesate în vaccinul finit și ambalate în flacoane. Probele sunt, de asemenea, trimise înapoi la fabrica Pfizer din Chesterfield, unde sunt testate din nou.
Unitatea din Andover poate produce două loturi de ARNm pe săptămână, fiecare conţinând aproximativ 10 saci. Facilitatea a făcut primul lot de testare în iulie anul trecut și recent și-a dublat capacitatea de ARNm prin adăugarea unei a doua suite.
Un proces paralel se desfăşoară în Mainz, Germania, unde se procesează ADN-ul de la instalația Chesterfield și de unde se trimit saci de mARN filtrat la Puurs, Belgia.
Pasul 12. Pregătirea mARN-ului
“Nu există pauze de weekend. Nu există spațiu alb în planul de proiect. Angajați oameni, puneți pe toată lumea pe care o puteți la treabă. Dar calitatea integrată este aceeași cu cea pe care am face-o pentru orice vaccin.”
Meg Ruesch, VICE PRESIDENT FOR RESEARCH AND DEVELOPMENT
Facilitatea Kalamazoo primește pungile de ARNm, le păstrează înghețate până când este nevoie și apoi se dezgheață suficient pentru a produce 3,6 milioane de doze de vaccin sau 600.000 de flacoane.
ARNm-ul dezghețat este amestecat cu apă în pregătirea pentru fabricarea vaccinului.
Pasul 13. Pregătirea lipidelor
Într-un proces separat, cercetătorii pregătesc lipidele uleioase care vor proteja ARNm și îl vor ajuta să pătrundă în celulele umane.
Lipidele sunt măsurate și amestecate cu etanol, care în cele din urmă va fi eliminat din vaccinul terminat.
Pasul 14. Asamblarea vaccinului ARNm
“Aici se întâmplă magia.” Patrick McEvoy
SENIOR DIRECTOR OF OPERATIONS AND ENGINEERING
Un raft de 16 pompe controlează precis fluxul soluțiilor de ARNm și lipide, apoi le amestecă pentru a crea nanoparticule lipidice.
Când lipidele intră în contact cu firele goale de ARNm, sarcina electrică le atrage într-o nanosecundă. ARNm este învelit în mai multe straturi de lipide, formând o particulă uleioasă de vaccin de protecție.
Sincronizarea a opt perechi de pompe nu este o soluție ideală, dar inginerii Pfizer au ales să extindă tehnologia existentă în loc să încerce să construiască un dispozitiv mai mare, care nu ar avea precizia de amestecare confirmată.
Vaccinul nou fabricat este filtrat pentru a îndepărta etanolul, concentrat și filtrat din nou pentru a elimina orice impurități și, în final, sterilizat.
Pasul 15. Pregătirea flacoanelor
“Realizăm sute de milioane de doze de produs care va ajunge în mulți oameni. Aceasta este o responsabilitate extraordinară și o luăm foarte, foarte în serios.”
Chaz Calitri, VICE PRESIDENT OF OPERATIONS
Sute de mii de flacoane goale sunt spălate și sterilizate la căldură.
Un set de 13 camere efectuează o inspecție vizuală de mare viteză, făcând mai mult de 100 de fotografii ale fiecărei fiole. Orice flacon cu fisuri, așchii sau alte imperfecțiuni este eliminat de pe linie.
O mașină separată pune fiecare flacon sub vid pentru a confirma că nu are scurgeri.
Pasul 16. Graba de a umple flacoanele
“Este ca o cursă de ștafetă.”
Patrick McEvoy, SENIOR DIRECTOR OF OPERATIONS AND ENGINEERING
Fluxul de flacoane este restrâns la o linie cu un singur fișier. Mașinile injectează 0,45 ml dintr-o soluție concentrată de vaccin în fiecare flacon, suficient pentru șase doze după diluare. Flacoanele sunt sigilate cu folie și acoperite cu capace violete, într-un ritm de până la 575 flacoane pe minut.
Vaccinul este răcit, dar se încălzește rapid în timpul procesului de îmbuteliere, iar ARNm se va deteriora dacă nu este înghețat prea mult timp. Kalamazoo are un timp limitat, aproximativ 46 de ore, pentru a introduce vaccinul lichid în flacoane și apoi în congelare.
Pasul 17. Împachetare, congelare și testare
Flacoanele umplute sunt inspectate din nou, apoi etichetate și ambalate în „cutii de pizza”, tăvițe mici din plastic care conțin 195 flacoane fiecare.
Tăvile sunt împachetate în stive de câte cinci și încărcate într-unul din cele 350 de congelatoare industriale. Fiecare congelator conține 300 de tăvi.
Durează câteva zile până când vaccinul atinge –70 ° C (–94 ° F) necesar depozitării pe termen lung, iar fiecare congelator este testat pentru a se asigura că fiecare raft poate menține acea temperatură ultra rece.
Odată înghețate, flacoanele de vaccin sunt ținute timp de patru săptămâni pentru testare. Probele sunt trimise înapoi la instalația Andover care a produs ARNm și la site-ul Chesterfield care a furnizat șabloanele ADN.
Pfizer funcționează în prezent pe o cronologie de 60 de zile de la început până la sfârșit și mai mult de jumătate din acest timp este dedicat testării.
Pasul 18. Împachetarea și expedierea vaccinului terminat
După săptămâni de testare, vaccinul este gata de expediere. Lucrătorii scot tăvi din congelatoare și le împachetează în cutii de expediere cu senzori de temperatură și localizare. Comanda minimă este de o tavă cu 195 de flacoane, iar o cutie conține până la cinci tăvi.
Fiecare cutie conține 45 de kilograme de gheață uscată – atât de mult încât instalația Pfizer din Kalamazoo produce acum gheață uscată la fața locului. Pfizer evaluează, de asemenea, diferite formulări ale vaccinului, inclusiv versiunile liofilizate și gata de utilizare care nu ar necesita depozitare ultracold.
Producția comercială a vaccinului a început în septembrie. Începând cu 22 aprilie, fabrica livra peste 150 de milioane de doze de vaccin în Statele Unite. Pfizer se așteaptă să livreze 220 de milioane de doze până la sfârșitul lunii mai și 300 de milioane până la mijlocul lunii iulie.
Ultimul pas. Administrarea vaccinului
“Am văzut la știri că aveau să deschidă aceste locuri de vaccinare în masă, dar aveau nevoie de asistenți medicali pentru că nu erau suficient de mulţi. Atunci mi-am spus că trebuie să fac ceva. Trebuie să ajut.”
Jacquelyn Chartier, asistent de vaccinare
Aproximativ 141 de milioane de oameni din Statele Unite – mai mult de jumătate din adulții din ţară – au primit cel puțin o doză de vaccin anti-Covid-19. Peste un miliard de doze au fost administrate în întreaga lume.
Orașul Los Angeles găzduiește un site de vaccinare în masă pe stadionul Dodger. Pe 5 februarie, lucrătorii din domeniul sănătății au administrat mii de vaccinuri Moderna, care folosește de asemnenea ARNm pentru a construi imunitatea. (Moderna a refuzat să ofere acces la filmare în fabricile lor.)
Vaccinul Johnson & Johnson cu doză unică folosește un adenovirus pentru a transporta ADN-ul în celulele umane. O unitate din Baltimore administrată de Emergent BioSolutions a trebuit să arunce la gunoi până la 15 milioane de doze de vaccin Johnson & Johnson din cauza unei posibile contaminări.
Următorii paşi. Un vaccin pentru mutaţii (variante)
Multe dintre variantele de coronavirus aflate acum în circulație au mutații cheie în proteinele lor care ajută virusul să se lege mai strâns de celulele umane sau să se sustragă unor tipuri de anticorpi.
Pfizer și BioNTech dezvoltă și testează noi versiuni ale vaccinului împotriva variantelor recente și, în cele din urmă, ar putea modifica rețeta genetică pentru a produce în masă vaccinuri Covid-19 care vizează variante specifice.
Pentru a face acest lucru, Pfizer s-ar întoarce la locul unde a început producția lor de vaccin, la banca de celule master din Chesterfield, care păstrează inele de ADN în congelare.
Un nou lot de ADN care poartă gene modificate ale coronavirusului ar putea produce în cele din urmă un vaccin ușor diferit, unul care încurajează sistemul imunitar să recunoască mai bine mutațiile recente ale coronavirusului.
Material publicat de The New York Times şi preluat de Black News.
