O krok od rewolucji w medycynie? „Myślę, że mamy uniwersalną szczepionkę”

Szczepionka została opracowana przez naukowców ze Stanford Medicine (którego częścią jest Stanford School of Medicine) oraz ich współpracowników z innych amerykańskich uczelni (Emory University School of Medicine, University of North Carolina w Chapel Hill, Utah State University i University of Arizona). Wyniki badań zostały opublikowane w „Science”, w artykule „Mucosal vaccination in mice provides protection from diverse respiratory threats”.

O sukcesie swoich badaczy pisze Centrum Informacyjne Stanford Medicine. „W dziedzinie postępu medycyny uniwersalna szczepionka, która może chronić przed każdym patogenem, od dawna jest Świętym Graalem — i jest równie nieuchwytna (...). Jednak naukowcy i współpracownicy ze Stanford Medicine poczynili w tym dążeniu zdumiewający krok naprzód, zaskakując nawet samych siebie. W nowym badaniu na myszach opracowali uniwersalną formułę szczepionki, która chroni przed szeroką gamą wirusów układu oddechowego, bakterii, a nawet alergenów. Szczepionka podawana jest donosowo – na przykład w formie aerozolu do nosa – i zapewnia szeroką ochronę płuc przez kilka miesięcy” – czytamy. Na jakiej zasadzie działa nowa szczepionka?

Czytaj więcej

Zdrowie

Osoby otyłe gorzej przechodzą grypę i inne infekcje. Badanie pokazuje skalę ryzyka

Najnowsze badanie obejmujące ponad pół miliona uczestników pokazuje, że osoby otyłe są w dużym st...

Nowa szczepionka nie próbuje naśladować patogenów

W tej chwili szczepionki opierają się na mechanizmie tzw. swoistości antygenowej. Zawarte w nich cząsteczki naśladują charakterystyczny składnik patogenu – na przykład białko kolca (spike protein), które znajduje się na powierzchni cząsteczek wirusa SARS-CoV-2 – aby przygotować układ odpornościowy do rozpoznania i szybkiej reakcji na rzeczywisty patogen. – To był paradygmat wakcynologii przez ostatnie 230 lat – mówi dr Bali Pulendran, jeden z autorów badania. Ten mechanizm traci skuteczność kiedy na przykład dany patogen zaczyna mutować (dlatego zalecane jest podawanie dawek przypominających szczepionki przeciw COVID-19 czy grypie) lub gdy pojawia się nowy.

Stworzenie uniwersalnej szczepionki uznawane były do tej pory za mało prawdopodobne. Podejmowane próby dotyczyły jedynie wywołania odporności na jedną rodzinę wirusów (np. na koronawirusy czy wirusy grypy). Tymczasem badacze ze Stanford Medicine i ich współpracownicy twierdzą, że ich szczepionka podana myszom wywołała nie tylko odporność na różne wirusy układu oddechowego, ale również na bakterie i alergeny. Jak to możliwe?

„Nowa szczepionka nie próbuje naśladować żadnej części patogenu; zamiast tego naśladuje sygnały, których komórki układu odpornościowego używają do komunikacji między sobą podczas infekcji. Ta nowatorska strategia integruje dwie gałęzie odporności – wrodzoną i nabytą – tworząc pętlę sprzężenia zwrotnego, która podtrzymuje szeroką odpowiedź immunologiczną” – czytamy.

Działanie szczepionki na gruźlicę inspiracją do nowych badań

Punktem wyjścia dla badaczy była wszechstronność naszego układu odpornościowego. Składa się on z różnego rodzaju komórek atakujących wszystko, co zostanie uznane za patogen. Wrodzona odporność zapewnia coś w rodzaju powszechnej ochrony. Ma jednak krótki okres trwałości.

Informacje o tym, że w niektórych okolicznościach reakcja ochronna może trwać dłużej pojawiały się już od dłuższego czasu. Najlepiej zbadanym przykładem było działanie szczepionka przeciw gruźlicy Bacillus Calmette-Guerin noworodkom. Badania epidemiologiczne i kliniczne wykazały, że może ona zmniejszyć śmiertelność niemowląt z również powodu innych infekcji. Przez długi czas nie umiano jednak wyjaśnić dokładnie mechanizmu, który za tym stoi.

W 2023 r. zespół dr. Pulendrana opublikował wyniki badań przeprowadzonych na myszach, które pokazały, że szczepionka przeciw gruźlicy, podobnie jak inne szczepionki, wywoływała u myszy zarówno wrodzoną, jak i nabytą odpowiedź immunologiczną. Okazało się też, że wrodzona odpowiedź utrzymywała się przez kilka miesięcy. Naukowcy odkryli, że limfocyty T rekrutowane do płuc w ramach odporności nabytej (dzięki szczepionce na gruźlicę), wysyłały sygnały do komórek odporności wrodzonej, aby utrzymać je w stanie aktywności.

Czytaj więcej

Technologie

AI pokonała właśnie miliony lat ewolucji. To będzie rewolucja w medycynie

Naukowcy osiągnęli przełom, wykorzystując sztuczną inteligencję do projektowania syntetycznych bi...

Naukowcy wykazali, że dopóki wrodzona odpowiedź pozostawała aktywna, myszy były chronione przed zakażeniami SARS-CoV-2 i innymi koronawirusami. Zidentyfikowali sygnały wysyłane przez limfocyty T jako cytokiny, które aktywują na komórkach odporności wrodzonej receptory wykrywające patogeny (znane jako receptory Toll-podobne - TLR). - W tej pracy spekulowaliśmy, że skoro wiemy już, w jaki sposób szczepionka przeciwko gruźlicy wywiera krzyżowe działanie ochronne, możliwe będzie stworzenie syntetycznej szczepionki, być może w postaci sprayu do nosa, która będzie zawierała odpowiednią kombinację bodźców receptorów typu Toll i jakiegoś antygenu, aby wprowadzić limfocyty T do płuc – przypomina dr Pulendran. – Minęły dwa i pół roku i pokazaliśmy, że dokładnie to, co podejrzewaliśmy, jest wykonalne u myszy – dodaje.

Szczepionka pomaga zwalczać infekcje wirusowe, bakteryjne i alergiczne

Nowa szczepionka, testowana na myszach, znana obecnie jako GLA-3M-052-LS+OVA, naśladuje sygnały limfocytów T, które bezpośrednio stymulują komórki odporności wrodzonej w płucach. Zawiera również nieszkodliwy antygen, białko jaja kurzego zwane owalbuminą lub OVA, które rekrutuje limfocyty T do płuc, utrzymując wrodzoną odpowiedź immunologiczną przez tygodnie lub miesiące. Podczas badania myszom podawano szczepionkę w formie kropli do nosa.

W trakcie testów badacze, zaskoczeni zdolnością szczepionki do zwalczania różnych rodzajów infekcji wirusowych, rozszerzyli je na bakteryjne infekcje dróg oddechowych (badano gronkowca złocistego – Staphylococcus aureus – i Acinetobacter baumannii). Zaszczepione myszy przez ok. trzy miesiące były chronione również przed tymi infekcjami. 

Kolejnym krokiem było testowanie wpływu szczepionki na reakcje alergiczne układu oddechowego. Myszy zostały poddane działaniu białka pochodzącego z roztoczy kurzu domowego, które jest częstym czynnikiem wywołującym astmę alergiczną. Reakcje alergiczne są wywoływane przez rodzaj odpowiedzi immunologicznej znanej jako odpowiedź Th2. Nieszczepione myszy wykazywały silną odpowiedź Th2 i gromadzenie się śluzu w drogach oddechowych. Szczepionka stłumiła odpowiedź Th2, a zaszczepione myszy zachowały drożność dróg oddechowych.