New technologies in the development of anti-COVID-19 vaccines

Abstract

Background. The COVID-19 pandemic as presented unique challenges for the development of modern technologies for large-scale vaccine production. Such an urgent need for a new vaccine has led to a significant reduction in the time required for research. Objective of the study. Description of new directions for accelerating the development of anti-COVID vaccine technologies with high stability and immunogenicity. Material and Methods. The main sources of information on the results of research on vaccine types and their manufacturing platforms were selected. Results. Conventional vaccine technologies are based on viral vectors such as: Oxford Astra-Zeneca; Johnson&Johnson; Gam-COVIDVac Gamaleia, or Sinopharm (SARS-coV-2 inactivated virus). Unlike these technologies, a new direction for the development of anti-COVID-19 vaccines are non-viral ones, based on synthetic nanoparticles that encapsulate nucleic acids (DNA, RNA). BioNTech/Pfizer and Moderna developed both COVID-19 mRNA vaccines using lipid-based nanoparticles, which demonstrated 94-95% efficacy in clinical trials. Vaccines based on polymeric, non-metallic and metallic nanoparticles are at different stages of development. Conclusion. The non-viral COVID-19 vaccine platforms (DNA and mRNA) were selected from among the first candidates to enter the clinical trial, for safety reasons and a relative manufacturing facility. New nanotechnologies are also promising in the treatment of other viral infections.

Introducere. Pandemia COVID-19 a înaintat provocări unice pentru dezvoltarea tehnologiilor moderne de obținere a vaccinului pe scară largă. O astfel de necesitate urgentă de vaccin nou a dus la o reducere semnificativă a timpului necesar pentru cercetare. Scopul lucrării. Descrierea noilor direcții de accelerare a tehnologiilor de dezvoltare a vaccinurilor anti-COVID cu o stabilitate și imunogenitate înaltă. Material și Metode. Au fost selectate principale surse de informare a rezultatelor cercetărilor referitor la tipurile de vaccinuri și platformele lor de fabricație. Rezultate. Tehnologiile vaccinurilor convenționale sunt bazate pe vectori virali cum ar fi: Oxford Astra-Zeneca; Johnson&Johnson; Gam- COVID-Vac Gamaleia sau Sinopharm (virus inactivat SARS-coV-2). Spre deosebire de aceste tehnologii o nouă direcție de dezvoltare a vaccinurilor anti-COVID-19 sunt cele non-virale, bazate pe nanoparticule sintetice care încapsulează acizi nucleici (ADN, ARN). BioNTech/Pfizer și Moderna au dezvoltat ambele vaccinuri mARN COVID-19, folosind nanoparticule pe bază de lipide, care au demonstrat 94-95% eficacitate în studiile clinice. Sunt la diferite etape de elaborare vaccinurile bazate pe nanoparticule polimerice, nemetalice și metalice. Concluzii. Platformele non-virale de vaccin COVID-19 (ADN și ARNm) au fost selectate printre primii candidați care au intrat în testarea clinică din motive de siguranță și de o facilitate relativă de fabricație. Noile nanotehnologii sunt promițătoare și în tratamentul altor infecții virale.