Pfizer/BioNTech Tarafından Geliştirilen Comirnaty İsimli COVID-19 mRNA Aşısı Nasıl Üretiliyor?

Pfizer’ın mRNA aşısının temel mantığı, COVID-19'a sebep olan SARS-CoV-2 isimli koronavirüsün mızrak ("spike") proteinlerinin üretiminde rol oynayan mRNA'ları bağışıklık sistemimize tanıtmaktır. Bu süreç, aşağıda izah edeceğimiz basamaklardan geçerek gelişir.

Chesterfield'da Plazmid Üretme Süreci

Milyonlarca doz aşının üretimiyle sonuçlanacak sürecin ilk adımı Chesterfield, Missouri’de bulunan Pfizer laboratuvarlarında gerçekleşir ve yaklaşık 60 gün kadar sürer: Öncelikle plazmidlere koronavirüsün mızrak proteinlerini kodlayan gen aktarılır. Bu plazmidler, -150°C derece sıcaklıkta saklanır. Bu plazmidler, aşının ham maddeleridir ve insanların koronavirüs proteinlerini üretebilmesi için gerekli genetik yönergelerdir.

The New York Times

Bir sonraki adım ise E. coli bakterilerini, bu plazmidleri almalarına imkan sağlayacak şekilde modifiye etmek olacaktır. Plazmidli bakteriler, kehribar rengi bir besi yerinin (İng: "medium") içerisinde çoğaltılırlar. Yetiştirildikleri ortam uygun sıcaklıkta ve sterildir. 1 gece bekletildikten sonra, çoğalan bakteriler daha geniş bir fermentere aktarılır. Bu fermenter, 300 litre sıvı besi yeri içerir. Bu besi yerinde 4 gün kalan bakteriler, bir sonraki aşama için hazırdır.

E. coli bakterilerinin uygun şartlar altında her 20 dakikada bir bölündüğü göz önünde bulundurulduğunda, bu 4 günün sonucunda trilyonlarca bakteri elde edilebilir. Bu bakterilere, içlerinde bulunan plazmidleri hücre dışına salmaları için bir kimyasal verilir. Plazmidler istenildiği gibi salındığında, karışımdan bakteri ve kimyasal kalıntıları uzaklaştırılır. Geriye yalnızca plazmidlerin kalması sağlanır.

The New York Times

Nihayet bu işlem de tamamlandığında, elde edilen plazmidlerin, koronavirüs genleri ile karşılaştırılarak, herhangi bir değişime uğramadığına emin olunması gerekmektedir. Eğer plazmidler bu testi başarıyla geçerlerse, bu karışıma enzimler ilave edilir. Bu enzimlerin karışım içindeki görevi, halkasal plazmiddeki koronavirüs genlerini plazmidden ayırmak olacaktır. Bu sürece linearizasyon adı verilir ve ortalama 2 gün sürer.

The New York Times

Bu süreç sona erdiğinde, bakteri ve DNA kalıntıları filtreden geçirilir. Bunun sonucunda 1 litrelik şişelerde saflaştırılmış DNA elde edilir. Elde edilen bu DNA’lar bir sonraki aşama için kalıp olarak kullanılmak üzere yeniden testten geçirilir. Her bir şişe, yaklaşık 1.5 milyon doz aşıya dönüşecektir.

Pfizer’ın Chesterfield fabrikasında aşının ham maddesi olan plazmidler elde edilmektedir. Ancak bu ham maddenin aşıya dönüşmesi için birkaç adım daha gerekli olacaktır. Bundan sonra ulaşacağı iki fabrikada plazmidler, adım adım COVID-19 aşısına dönüşüyor olacaklar.

Chesterfield fabrikasında elde edilen plazmid şişeleri dondurulur, paketlenir ve mühürlenir. Şişelerin içine konulduğu dondurucular, plazmidlerin bir diğer durağına kadar olan yolculuğu boyunca sıcaklıklarını izleyecek bir monitöre sahiptir.

Andover'da mRNA Hazırlama Süreci

Bu şişeler dondurulup paketlenir ve bu şekilde saklanır. -20°C’de saklanan bu şişelerden yaklaşık 48 tanesi bir sandık içerisinde, herhangi bir zarara uğramayacakları emin olunarak Andover’a (Massachusetts) gönderilir. Burası Pfizer’ın üretim tesisleridir.

Burada, aşıya adını veren molekül, yani mRNA sentezi gerçekleştirilir. mRNA sentezi için üretilen gen kalıpları kullanılır. Bu gen parçalarından oluşan DNA kalıpları (template) kullanılarak, aşının içeriği olan mRNA’lar üretilir. Üretimi tamamlanan diğer plazmidlerin olduğu şişeler ise Almanya’nın Mainz şehrindeki Pfizer ortağı BioNTech'in binasına gönderilir. Bu şehir, aşının diğer pazarlara açılan yolun başlangıç noktasıdır.

The New York Times

Andover fabrikasında, 5 şişe DNA, 1 gün boyunca çözülür. Ardından mRNA’nın yapı taşları olan nükleotidler ile karıştırılır. Saatler sonra, enzimler sayesinde, DNA kalıbının kodlarından mRNA molekülleri oluşmaya başlar. Bu moleküller aşının içerisinde bulunacaktır ve insan vücuduna girdiğinde koronavirüs proteinlerinin oluşmasını sağlayarak bağışıklık oluşumunun ilk adımını atmış olacaktır.

Bu noktada elde edilmiş olan tüm mRNA molekülleri arka arkaya testlere sokularak dizilerinin doğruluğu ve saflıkları kontrol edilir. Bu mRNA moleküllerinin 16 litreden oluşan 10 paketi yaklaşık 750.000 doz aşıyı temsil eder. Bu paketler -20°C’de tutularak Pfizer'ın Kalamazoo'daki (Michigan) fabrikasına gönderilir. Bu durak, aşının son halini alacağı fabrikadır. Ayrıca numunelerin bir kısmı, yeniden test edilmek üzere Chesterfield’e gönderilir.

The New York Times

Andover tesisi, bir hafta içerisinde her biri 10 paketten oluşan 2 grup mRNA üretilebilir. Tesis, ilk testini 2020'nin Temmuz ayında yapmıştır. Kalamazoo ayağı ise ihtiyaç duyulana kadar, teslim aldığı şişeleri dondurulmuş halde bekletir ve ihtiyaç duyulduğu zaman çözerek yaklaşık 3,6 milyon doz aşı üretmek için kullanır. Çözülen mRNA şişecikleri, su ile karıştırılır.

The New York Times

Kalamazoo'da Aşıya Son Hali Verilir!

Öte yandan bilim insanları, bu sırada mRNA moleküllerini koruması için yağ yapıda (lipit) moleküller hazırlamakla uğraşırlar. Gerekli miktarda lipit ölçülür ve etanol ile karıştırılarak steril edilir. Etanol, süreç sonunda karışımdan uzaklaştırılır. Bir araya konulduklarında lipit molekülleri, mRNA parçacıklarını çevreleyerek lipit nanopartikülleri denilen yapıyı oluştururlar. Lipitleri ve mRNA moleküllerini bir araya getiren ve bir arada tutan şey, elbette elektrik yüküdür. mRNA molekülünü birkaç katman lipit çevreler ve bu yapı, aşının son halini oluşturur.

En sonunda bu yapı, etanol ve diğer kalıntılardan uzaklaştırılmak üzere yeniden saflaştırma işleminden geçirilir. Yüz binlerce şişecik yıkanıp ısıtılarak sterilize edilir. Bu işlemler sırasında birtakım kameralar şişelerin yüzlerce fotoğrafını çekerek herhangi bir olumsuzluğa sahip olan şişelerin sıradan uzaklaştırılmasını sağlar. Şişelerin sızdırma yapıp yapmadığı da bir başka makine tarafından denetlenir.

The New York Times

Bütün filtre işlemleri sonucunda elde edilen aşı, her birinde 0.45 ml olacak şekilde şişelere ayrılır. Bu miktar, seyreltme işleminin ardından 6 doz aşıya denk düşecektir. Bu şişecikler, folyo ile mühürlenip mor kapaklar ile kapatılırlar. Kalamazoo’nun bu süreci tamamlamak için yaklaşık 46 saati bulunur. Eğer şişeler donmuş şekilde çok uzun süre beklerse, mRNA molekülleri bozulacaktır.

Artık tüm süreçler tamamlanmıştır ve şişeler son kez gözden geçirilip pizza kutusu büyüklüğündeki plastik kutulara doldurulur. Bu kutuların her biri 195 şişe alacak hacimdedir. Aşıların uzun süre saklanabilmesi için -70°C sıcaklığında olması gerekir. Bu sıcaklığın sağlanması için de birkaç gün beklenir. Aşılar artık son kez testten geçirilerek uygulanmaya hazır hale getirilir.