European Union Financing of our projects

mRNA Vaccine Design System

Projekt pn. „CovidGenomics - wielomodułowe narzędzie (system) wspierający proces opracowywania szczepionek mRNA z modułami do predykcji ewolucji wirusów szybko- i wolnomutujących (w tym SARS-CoV-2)” współfinansowany jest ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020, Poddziałania 1.1.1 Badania przemysłowe i prace rozwojowe realizowane przez przedsiębiorstwa (Szybka Ścieżka).

Projekt realizowany będzie w okresie od 01.09.2021 r. do 30.10.2023 r.

WARTOŚĆ PROJEKTU5 564 990,00 zł
WKŁAD FUNDUSZY EUROPEJSKICH4 114 326,00 zł

Głównym celem Projektu jest opracowanie innowacyjnego, wielomodułowego systemu wspierającego proces opracowania szczepionek mRNA poprzez:

  • Predykcję ewolucji wirusów szybko (grypa) i wolno mutujących (SARS-CoV-2) w rocznym horyzoncie czasowym z wyszczególnieniem epitopów istotnych dla odporności humoralnej i komórkowej;
  • Predykcję zestawu peptydów do identyfikacji zdolności prezentacji peptydów i siły ich wiązania z uwzględnieniem polimorfizmu;
  • Wyszukanie wzorców ucieczki ewolucyjnej wirusa do klasyfikacji zbiorów peptydów względem odporności na mutacje w perspektywie 1 roku.

Szczepionki mRNA to nowy typ szczepionek prowadzący do nabycia odporności swoistej. W odróżnieniu od klasycznych szczepionek, nie zawierają w sobie martwego/osłabionego wirusa, ani też białka przeciwko któremu ma się wytworzyć odporność, lecz fragment mRNA odpowiedzialny za produkcję jednego z wielu białek patogenu. Szczepionki te same w sobie stanowią nowość w skali rynku światowego i pierwszą dopuszczoną do obrotu jest szczepionka przeciw wirusowi SARS-CoV-2. Szczepionki mRNA można dowolnie projektować – mechanizm działania jest oparty o produkcję przez zaszczepiony organizm jednego wyselekcjonowanego białka patogenu. Najlepszym sposobem zwiększania skuteczności szczepionki mRNA będzie taki dobór fragmentu mRNA, a w przypadku niemożności odnalezienia takich fragmentów uwzględnienie jedynie istotnych na działanie szczepionki wariantów, który pozwoli na kodowanie białek patogenu podlegającym najmniejszym mutacjom w czasie. Aby było to możliwe należy przeprowadzić zaawansowaną, wielopłaszczyznową i długoterminową predykcję przyszłych składów genomowych wirusa i wyznaczyć zestaw peptydów. W teorii taka predykcja jest możliwa, w praktyce zagadnienie jest dużo bardziej złożone. Predykcja ewolucji wirusa obejmuje nie tylko wymiar czasowy, ale także przestrzeń geograficzną. Ponadto, wyznaczając zestaw peptydów, należy wziąć pod uwagę prawdopodobieństwo cięcia białek na peptydy oraz polimorfizm MHC (HLA), a także wykluczyć peptydy wspólne dla wirusa i organizmu człowieka.


Aby skutecznie prognozować ewolucję wirusów i tym samym wykreślić trajektorie ewolucyjne, koniecznym jest opracowanie modeli, które pozwolą na przewidywanie trajektorii rozwoju wirusa i jego składu genomowego w przyszłości z uwzględnieniem przestrzeni geograficznej. Dlatego też, głównym problemem badawczym w powyższym zakresie będzie opracowanie modelu predykcyjnego ewolucji wirusów w populacji.


Odporność swoista, nabyta w wyniku szczepienia przy użyciu mRNA jest nie tylko odpornością humoralną, ale również komórkową. Przy tworzeniu tego typu szczepionek uwzględnia się cząsteczki HLA, które odpowiadają za prezentację antygenów limfocytom T, a także to, czy białka wirusa po wniknięciu do komórki zostaną pocięte na odpowiednie peptydy (antygeny). HLA są bardzo różnorodne, a typ HLA ma kluczowy wpływ na to czy dany peptyd umożliwi stworzenie efektywnej szczepionki dla danej osoby. Problemem badawczym w tym obszarze będzie opracowanie narzędzia, które umożliwi wyznaczenie takiego zestawu peptydów, by dla większości populacji znajdował się chociaż 1 peptyd, który będzie dobrze prezentowany przez dostateczną ilość ludzi by osiągnąć odporność stadna danej populacji w regionie.


Wirusy mutują losowo, natomiast selekcja już losowa nie jest, co oznacza, iż można wyznaczyć wzór ucieczki ewolucyjnej wirusa. Posiadając takie dane, można określić wrażliwość peptydów na potencjalne przyszłe mutacje wirusa. Biorąc powyższe pod uwagę, ostatnim problemem badawczym projektu będzie opracowanie narzędzia pozwalającego na poszukiwanie wzorców ucieczki ewolucyjnej wirusa z poziomu mutacji i peptydów.