Целью доклинического исследования является оценка потенциальной эффективности и возможной токсичности новой вакцины, используя культуры клеток и животные модели перед испытаниями in vivo на людях.
Новые вакцины, такие как разрабатываемые для COVID-19, должны пройти этап строгих доклинических испытаний как часть более широкого цикла разработки вакцины. Обычно доклинические испытания проводятся до того, как вакцина может быть протестирована в клинических испытаниях, после чего она передается на рассмотрение и утверждение регулирующих органов, а затем, наконец, разрабатывается технологические аспекты производства и контроль качества.
Перед тем как новая вакцина дойдет до преклинических исследований, она уже должна пройти лабораторную разработку, обычно состоящую из четырех шагов. Для начала ученые должны получить знания о структуре и поведении патогена. Исследуются вопросы касающиеся входных ворот инфекции, вызаимодействия патогена с рецепторами клеток мишеней, сайтов репликации и механизмов развития заболевания. Важно также знать слои населения наиболее подверженные заражению, или имеющие большую смертность.
Далее изучается иммунный ответ на возникающий при данной инфекции. На данном этапе необходимо найти антиген (чаще всего это белок входящий в состав вируса или бактерии) который способен вызывать стойкий иммуный ответ, быть стабильным и иметь потенциальную возможность для массового производства.
Доклинические исследования проводятся сначала на человеческих культурах клеток, изучая какое влияние вакцина может оказать на различные ткани, затем переходят на животные модели in vivo, сложность проведения таких тестов заключается в том что подобные модели должны иммитировать процессы происходящие в организме человека. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует, чтобы тесты на токсичность охватывали следующее: оценка начальной безопасной дозы и схемы последующего повышения дозы; оценить разовую и повторную дозировку, установить набор параметров безопасности; продемонстрировать потенциальную обратимость вирулентности; продемонстрировать уровень инактивации вакцинных штаммов; продемонстрировать обратимость токсичности токсоидов; и оценить способность вакцинных антигенов вызывать высвобождение антител, перекрестно реагирующих с тканями человека. Данные собирают до тех пор пока не будут полученные убедительные доказательства эффективности безопасностию. Ислледования должны проводятся в лабораторих придерживающихся принципов Good Laboratory Practice.
Кроме того тестирование активности препарата следует проводить перед каждым выпуска партии. Анализы, подходящие для тестов на активность, включают модели заражения (например, внутримозговый тест на мышах, используемый для вакцин против бешенства и коклюша), а также оценки инфекционных единиц живых аттенуированных организмов (используемых для вирусных вакцин).
В целом, основная цель доклинических испытаний при разработке вакцины - убедиться, что вакцина достаточно безопасна для тестирования на людях, и оценить потенциальную эффективность вакцины, чтобы время и деньги не тратились зря на проведение клинических испытаний вакцин, которые могут не быть эффективным.