Brudne sekrety immunologii

Badania przeprowadzone na Uniwersytecie Teksańskim w Austin pomogły wyhodować 61 nowych, genetycznie zmodyfikowanych szczepów bakterii, które mogą ulepszyć wydajność szczepionek przeciw takim chorobom jak grypa, krztusiec, cholera czy HPV.

Szczepy E. coli, o których traktował artykuł opublikowany w tym miesiącu w magazynie PNAS, są częścią nowo powstałej klasy adiuwiantów biologicznych, które są przygotowane do przekształcenia szczepionki. Adiuwanty to substancje dodawane do szczepionek, których celem jest wywołanie odpowiedzi odpornościowej na podany antygen.

„Przez 70 lat jedynymi adiuwantami, których używaliśmy były sole aluminium,” tłumaczy Stephen Trent, profesor biologii na Uniwersytecie Nauk Przyrodniczych. „Co prawda działały, ale nigdy do końca nie zrozumieliśmy w jaki sposób. Cztery lata temu pierwszy biologiczny adiuwant został zatwierdzony przez Food and Drug Administration – FDA. Myślę, że to odkrycie w przyszłości pozwoli nam tworzyć szczepionki w bardziej kontrolowany sposób.”

Adiuwanty te zostały odkryte w pierwszym latach produkcji szczepionek, kiedy zauważono, że partie szczepionki, które uległy przypadkowemu zanieczyszczeniu, często wydają się być bardziej efektywne niż te pochodzące ze sterylnie czystych próbówek.

„Nazywamy je żartobliwie 'brudnym sekretem' immunologii”, mówi Trent.

W końcu naukowcy doszli do wniosku, że mogą produkować próbki dodając do mieszanki „własne zabrudzenia” - adiuwanty. Główny składnik szczepionki - nieaktywna wersja bakterii lub wirusa, przed którym miała chronić - zdał egzamin. Nauczył system immunologiczny, by rozpoznawał zagrożenie i produkował przeciwciała.

Adiuwanty wzmacniały tę odpowiedź przez uruchamianie alarmu, który wprowadza większą liczbę przeciwciał do krwiobiegu, gdzie uczą się rozpoznawać kluczowe antygeny. W rezultacie system immunologiczny jest lepiej przygotowany do zwalczania wirusów i bakterii w przyszłości.

Przez blisko 70 lat najczęściej stosowanym adiuwantem były sole glinu. W 2009 roku FDA zatwierdziło nową szczepionkę przeciwko HPV, która zawiera nowy rodzaj adiuwantu – zmodyfikowaną wersję cząsteczki endotoksynowej.

Cząsteczki, które mogą być groźne, osiadają na powierzchni komórek. W procesie trwającym miliony lat, organizm ludzki nauczył się je wykrywać i szybko na nie reagować, ponieważ wywołują natychmiastowy stan gotowości.

„Endotoksyna może mieć śmiertelne działanie w niektórych swoich odmianach, ale adiuwant zwany MPL, ma niewielkie rozmiary i jest modyfikowany bardzo ostrożnie, zatem wywołuje reakcję systemu odpornościowego, ale nie jest możliwe, żeby został podany w zagrażającej dawce”, tłumaczy profesor.

Trent i jego współpracownicy rozwinęli to podstawowe założenie. Zamiast pracować tylko nad obojętną cząsteczką E. coli, zaprojektowali bakterie, tak by wytwarzały endotoksyny w różnych konfiguracjach na powierzchni komórek.

„Każdy z 61 szczepów E. coli ma inaczej wyprofilowaną powierzchnię”, mówi dr Brittany Needham z laboratorium Trenta. „W każdym przypadku endotoksynowa struktura powierzchni może reagować z systemem immunologicznym na wiele różnych sposobów. W rezultacie pojawia się bardzo obszerna lista potencjalnych adiuwantów, które musimy zbadać pod kątem różnych rodzajów szczepionek.”

Jedna odmiana może lepiej działać w szczepionce przeciw cholerze, inna przeciwko krztuścowi, jeszcze inna w przyszłej szczepionce na HIV.

„Myślę, że jesteśmy u progu nowej ery w dziedzinie projektowania szczepionek”, mówi Trent. „Przez długi czas wakcynologia była prawdziwym polem prób i błędów. Wiedzieliśmy, że pewne szczepionki działały. Wiedzieliśmy, że niektóre z nich mają różne efekty uboczne. Ale nigdy nie wiedzieliśmy dlaczego. Teraz to się zmienia. To także zapewnia szczepionce ochronę przed patogenami".

Trent i jego współpracownicy pracują nad drugą częścią projektu. Tymczasowo opatentowali swój system i są w trakcie rozmów z uniwersytetem, które mają na celu znalezienie partnerów mogących sfinansować badania kliniczne.

„Nasz projekt jest gotowy”, mówi Trent. „Nie potrafię dokładnie określić, kiedy wejdzie na rynek. Jest jednak bardzo podobny do adiuwantu, który wcześniej został zatwierdzony i instynkt mi podpowiada, że jeśli firma podejmie się wykonania testów, to nasz produkt również zostanie zatwierdzony. Jutro skontaktujemy się z firmą telefonicznie, będziemy mogli wysłać im próbki, by zaczęli pracę.”




red. Katarzyna Topolska