W tym tygodniu w Seattle w USA rozpoczęła się pierwsza faza testów potencjalnej szczepionki na COVID-19 na grupie zdrowych ochotników. Podobne próby innych szczepionek ruszą wkrótce. Co badacze muszą wiedzieć, by opracować skuteczną substancję?
W chwili, gdy trwają pierwsze testy szczepionki na COVID-19 na ludziach, kluczowe pozostają kwestie, jak nasz układ odpornościowy zwalcza koronawirusa oraz jak w bezpieczny sposób wywołać reakcję immunologiczną organizmu na nową szczepionkę. Odpowiedzi na te pytania mogą napłynąć z badań nad osobami zakażonymi oraz doświadczeń na zwierzętach.
Niektórzy naukowcy twierdzą, że brak informacji nie powinien opóźniać startu prób na ludziach. Inni jednak obawiają się, że jeżeli szczepionki dopuszczone do obrotu w trybie przyspieszonym okażą się nieskuteczne lub, co gorsza, niebezpieczne, może to opóźnić opracowanie i wprowadzenie skutecznej szczepionki na szeroką skalę.
Oto niektóre z kluczowych pytań, na które naukowcy muszą odpowiedzieć, aby opracować szczepionkę przeciwko koronawirusowi.
Czy ludzie wytwarzają odporność na koronawirusy?
Szczepionki pomagają człowiekowi wytworzyć odpowiedź immunologiczną na zakażenie bez uprzedniego narażenia na działanie szkodliwego patogenu. Badania, jakie przeprowadzono nad innymi koronawirusami wywołującymi przeziębienia, skłaniają badaczy do założenia, że osoby, które wyzdrowiały po zainfekowaniu SARS-CoV-2, będą przez pewien czas chronione przed ponownym zachorowaniem.
- To założenie musi być jednak poparte dowodami - mówił Michael Diamond, immunolog wirusowy z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis w stanie Missouri. - Nie wiemy zbyt wiele o odporności na tego wirusa - dodał.
Zespół naukowców z Chin 14 marca opublikował preprint, czyli wstępną wersję publikacji naukowej, dotyczący dwóch makaków królewskich (łac. Macaca mulatta), które wyzdrowiały z choroby wywołanej koronawirusem SARS-CoV-2. Z publikacji wynika, że gdy badacze wystawili zwierzęta na ponowne działanie wirusa po raz drugi (cztery tygodnie po pierwszej ekspozycji), te nie zostały ponownie zakażone. Jak mówił Diamond, naukowcy muszą teraz poszukać dowodów, czy ludzie reagują w ten sam sposób, na przykład badając osoby potencjalnie wielokrotnie narażone na szkodliwy patogen.
Jeśli ludzie wytwarzają odporność na koronawirusy, to jak długo ona trwa?
- Odporność jest krótkotrwała w przypadku koronawirusów wywołujących powszechne przeziębienie. Nawet ludzie, którzy mają wysoki poziom przeciwciał przeciwko tym wirusom, mogą się nimi zarazić - mówił Stanley Perlman, koronawirusolog z Uniwersytetu Iowa.
Dowody są bardziej niejednoznaczne w przypadku dwóch pozostałych koronawirusów, które wywołały epidemie: SARS, czyli zespołu ciężkiej ostrej niewydolności oddechowej oraz MERS, czyli bliskowschodniego zespołu niewydolności oddechowej. Jak powiedział Perlman, jego zespół odkrył, że u ludzi, którzy wyzdrowieli z MERS, ilość przeciwciał na tego wirusa drastycznie spadła.
Naukowiec przyznał też, że jego zespół zebrał dane, które jeszcze nie zostały opublikowane, pokazujące, że przeciwciała na SARS są nadal obecne w organizmach 15 lat po zakażeniu. Nie jest jednak jasne, czy ta odpowiedź immunologiczna jest wystarczająca, aby zapobiec ponownej infekcji.
- Nie mamy mocnych dowodów na długotrwałą odporność, ale też nie posiadamy naprawdę dobrych danych, zarówno dla SARS, jak i MERS - dodał Perlman.
Jakiego rodzaju reakcji immunologicznej powinni oczekiwać twórcy szczepionek na koronawirusy?
Rozpoczęte w tym tygodniu badania szczepionki opracowywanej przez firmę Moderna w Seattle koncentrują się na bezpieczeństwie. Jednak badacze przyjrzą się również dokładnie naturze odpowiedzi immunologicznej, jaką wywołuje szczepionka.
Szczepionka ta składa się z molekuły RNA. Podobnie jak wiele innych opracowywanych szczepionek na SARS-CoV-2, jest ona przeznaczona do szkolenia układu odpornościowego w zakresie tworzenia przeciwciał rozpoznających i blokujących proteiny białka S, które wirus wykorzystuje do wnikania do ludzkich komórek.
- Myślę, że jest to rozsądne jak na pierwszy rzut oka, ale dowiemy się, że być może reakcje przeciwciał wyłącznie na te proteiny mogą nie wystarczać - mówił Diamond. Skuteczna szczepionka na SARS-CoV-2 może wymagać od organizmu wytworzenia przeciwciał, które na przykład blokują inne białka wirusowe lub tworzą limfocyty T, odpowiedzialne za komórkową odpowiedź odpornościową oraz rozpoznawać i zabijać zakażone komórki.
Skąd będziemy wiedzieć, czy szczepionka na koronawirusa zadziała?
Zazwyczaj szczepionki są poddawane próbom na ludziach po przeprowadzeniu testów bezpieczeństwa i efektywności na zwierzętach. Ale zarówno szczepionka z Seattle, jak i ta przygotowywana przez Inovio Pharmaceuticals w Pensylwanii (której testy mają rozpocząć się w kwietniu), są testowane na zwierzętach w tym samym czasie, w którym odbywają się próby u ludzi.
- W przypadkach, które nie są nagłe, można to robić w zwykłej kolejności, ale tutaj wiele rzeczy robi się równolegle - mówi Barney Graham, zastępca dyrektora amerykańskiego Centrum Badań nad Szczepionkami Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH) w miejscowości Bethesda w stanie Maryland, który jest sponsorem próby szczepionki firmy Moderna.
W preprincie opublikowanym 2 marca opisano wstrzyknięcie myszom i świnkom morskim szczepionki testowanej przez Inovio. Badacze stwierdzili, że zwierzęta produkowały zarówno przeciwciała, jak i limfocyty T przeciwko wirusowi. Kate Broderick, odpowiadająca w tej firmie za badania przedkliniczne, poinformowała, że jej zespół podał szczepionkę małpom i wkrótce rozpocznie badania, w których zaszczepione zwierzęta są zakażane wirusem, by w ten sposób sprawdzić, czy są przed nim chronione.
Jak mówił Graham, takie badania będzie też musiała przejść szczepionka firmy Moderna.
Czy szczepionki na koronawirusa będą bezpieczne?
Ponieważ szczepionki są podawane dużej liczbie zdrowych ludzi, muszą być nawet bardziej bezpieczne niż leki podawane osobom już chorym. W przypadku szczepionek na SARS-CoV-2 naukowcy chcą uniknąć zjawiska zwanego wzmocnieniem choroby, kiedy to u zaszczepionych osób, które się zaraziły, rozwija się cięższa postać choroby niż u osób, które nigdy nie były szczepione. W badaniach nad eksperymentalną szczepionką SARS zgłoszoną w 2004 roku, zaszczepione fretki po zakażeniu wirusem rozwinęły szkodliwe zapalenie wątroby.
Peter Hotez, naukowiec zajmujący się szczepionkami w Baylor College of Medicine w Houston w Teksasie, uważa, że potencjalne szczepionki powinny być najpierw przetestowane na zwierzętach, aby wykluczyć nasilenie się choroby, zanim próby zostaną przeniesione na ludzi. Specjalista rozumie powody, dla których szczepionki na SARS-CoV-2 powinny być szybko testowane na ludziach, ale dodał również, że ze względu na możliwość wzmocnienia choroby, "nie jest pewien, czy to jest ta szczepionka, dla której chcielibyśmy to zrobić".
Testując szczepionkę firmy Moderna, Graham mówił, że NIH przejdzie do badań na większą skalę tylko wtedy, gdy badania na ludziach i zwierzętach potwierdzą, że szczepionka jest bezpieczna. Jak mówił, ryzyko wzmocnienia objawów choroby COVID-19 jest niskie, ale "ryzyko, że szczepionka nie zostanie szybko udoskonalona - abyśmy mieli coś dostępnego na następny sezon zimowy, aby przynajmniej przetestować ją w praktyce - jest dość wysokie".
Autor: dd/map / Źródło: nature.com