Uniwersalna szczepionka chroniąca przed wieloma patogenami jednocześnie od lat uchodziła za „Święty Graal” wakcynologii. Najnowsze badania zespołu ze Stanford Medicine, opublikowane w czasopiśmie „Science”, sugerują jednak, że koncepcja ta może przestać być wyłącznie teoretyczną ambicją. W modelu zwierzęcym donosowy spray immunologiczny zapewnił myszom szeroką ochronę przed wirusami układu oddechowego, bakteriami oraz alergenami – i to przez kilka miesięcy.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Na czym polega „radykalne odejście” od klasycznej wakcynologii i dlaczego nowy spray nie opiera się na swoistości antygenowej.
- Jak szczepionka donosowa aktywuje odporność wrodzoną i adaptacyjną, utrzymując płuca w stanie „żółtej gotowości” przez kilka miesięcy.
- Przed jakimi zagrożeniami chroniła myszy nowa formuła – od SARS-CoV-2, przez bakterie szpitalne, po alergeny roztoczy kurzu domowego.
- Jakie są potencjalne scenariusze zastosowania u ludzi, w tym ochrona w początkowej fazie pandemii i sezonowa profilaktyka infekcji dróg oddechowych.
Odejście od 230-letniego paradygmatu szczepień
Od czasów Edwarda Jennera szczepionki opierały się na zasadzie swoistości antygenowej – naśladowaniu konkretnego składnika patogenu, aby „nauczyć” układ odpornościowy rozpoznawania zagrożenia. Jak podkreślił prof. Bali Pulendran:
To był paradygmat wakcynologii przez ostatnie 230 lat.
Problem polega jednak na tym, że wiele wirusów – jak SARS-CoV-2 czy wirusy grypy – szybko mutuje. Antygeny ulegają zmianom, a skuteczność szczepionek wymaga regularnych aktualizacji i dawek przypominających. Nowa strategia stanowi „radykalne odejście” od tej koncepcji. Zamiast naśladować patogen, szczepionka naśladuje sygnały komunikacyjne między komórkami układu odpornościowego.
Integracja odporności wrodzonej i adaptacyjnej
Klucz do sukcesu leży w integracji dwóch ramion odporności:
- odporności wrodzonej – szybkiej, nieswoistej, działającej w ciągu minut,
- odporności adaptacyjnej – swoistej, generującej przeciwciała i limfocyty T.
Odporność wrodzona była dotąd postrzegana jako krótkotrwała odpowiedź „rozgrzewkowa”. Zespół Pulendrana wykazał jednak, że dzięki odpowiednim sygnałom limfocytów T może ona utrzymywać się miesiącami.
Najbardziej niezwykłe w tym systemie wrodzonym jest to, że potrafi on chronić przed szeroką gamą różnych drobnoustrojów – powiedział Pulendran.
Nowa formuła szczepionki (GLA-3M-052-LS+OVA) zawiera:
- bodźce aktywujące receptory Toll-podobne,
- nieszkodliwy antygen (owalalbuminę), który rekrutuje limfocyty T do płuc.
Efektem jest utrzymanie komórek odporności wrodzonej w stanie „żółtej gotowości”.
Ochrona przed wirusami: 100- do 1000-krotne zmniejszenie miana
W badaniach na myszach donosowa szczepionka:
- chroniła przed SARS-CoV-2 i innymi koronawirusami przez co najmniej trzy miesiące,
- zmniejszała ilość wirusa w płucach 100- do 1000-krotnie,
- ograniczała stan zapalny i utratę masy ciała,
- zapewniała 100% przeżywalność zaszczepionych zwierząt.
Pulendran określił mechanizm jako „podwójny cios”: przedłużona odpowiedź wrodzona redukuje replikację wirusa, a adaptacyjna odpowiedź uruchamia się w ciągu zaledwie trzech dni – zamiast typowych dwóch tygodni.
Układ odpornościowy płuc jest tak gotowy i czujny, że może uruchomić typowe reakcje adaptacyjne […] w ciągu zaledwie trzech dni – powiedział Pulendran.
Ochrona także przed bakteriami i alergenami
Zaskoczeniem była skuteczność wobec bakterii szpitalnych, takich jak:
- Staphylococcus aureus,
- Acinetobacter baumannii.
Zaszczepione myszy były chronione przez około trzy miesiące. Następnie przetestowano reakcję na alergen roztoczy kurzu domowego. U nieszczepionych zwierząt występowała silna odpowiedź Th2 i nadprodukcja śluzu. Szczepionka stłumiła tę odpowiedź, utrzymując drożność dróg oddechowych.
Myślę, że mamy uniwersalną szczepionkę przeciwko różnorodnym zagrożeniom układu oddechowego – powiedział Pulendran.
Eksperci: „naprawdę ekscytujące” badanie
Prof. Daniela Ferreira z Uniwersytetu Oksfordzkiego, która nie brała udziału w badaniu, oceniła je jako:
To naprawdę ekscytujące badanie.
Dodała, że jeśli wyniki potwierdzą się u ludzi, może to „zmienić sposób, w jaki chronimy ludzi przed powszechnym kaszlem, przeziębieniem i innymi infekcjami dróg oddechowych”. Jednocześnie pojawiają się pytania dotyczące bezpieczeństwa. Jonathan Ball z Liverpool School of Tropical Medicine podkreślił konieczność ostrożności, aby „utrzymywanie organizmu w stanie „wysokiej gotowości” nie doprowadziło do ostrzału własnych wrogów”.
Badania kliniczne i perspektywa 5–7 lat
Zespół planuje rozpocząć badania kliniczne fazy I oceniające bezpieczeństwo u ludzi. Następnie możliwe są kontrolowane badania ekspozycyjne. Pulendran szacuje, że przy odpowiednim finansowaniu uniwersalna szczepionka mogłaby być dostępna za pięć do siedmiu lat.
Wyobraź sobie, że w miesiącach jesiennych dostajesz spray do nosa, który chroni przed wszystkimi wirusami układu oddechowego […] To zrewolucjonizowałoby praktykę medyczną.
Potencjalne znaczenie dla zdrowia publicznego
Jeśli skuteczność i bezpieczeństwo potwierdzą się u ludzi, donosowa uniwersalna szczepionka mogłaby:
- stanowić bufor ochronny w początkowej fazie pandemii,
- zmniejszyć śmiertelność i ciężkość przebiegu infekcji,
- ograniczyć konieczność corocznych szczepień sezonowych,
- redukować obciążenie systemów ochrony zdrowia.
Może ona nie zastąpić szczepionek specyficznych, lecz działać jako ich uzupełnienie – szczególnie w okresach zwiększonej transmisji patogenów.
Główne wnioski
- Badanie opublikowane w „Science” wykazało, że donosowa szczepionka chroniła myszy przed SARS-CoV-2, innymi koronawirusami, Staphylococcus aureus i Acinetobacter baumannii oraz alergenami przez około trzy miesiące.
- Mechanizm działania polega na utrzymaniu aktywnej odpowiedzi wrodzonej dzięki sygnałom limfocytów T, co prowadziło do 100- do 1000-krotnego zmniejszenia ilości wirusa w płucach.
- Szczepionka nie naśladuje patogenu, lecz sygnały komunikacyjne układu odpornościowego, co stanowi odejście od 230-letniego paradygmatu swoistości antygenowej.
- Jeśli skuteczność potwierdzi się u ludzi, uniwersalny spray do nosa może w ciągu 5–7 lat stać się narzędziem ochrony przed sezonowymi infekcjami i nowymi pandemiami.
Źródło:
- Stanford University Medical Center
- https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea1260
