- Szczepionka w spreju jednocześnie pobudza odporność wrodzoną (szybką, niespecyficzną) i adaptacyjną (specyficzną, z udziałem limfocytów T). Co to oznacza w praktyce?
- U myszy odnotowano między innymi 100-procentową przeżywalność po ekspozycji na różne patogeny. Sprej chronił nie tylko przed wirusami.
- Następnym krokiem są badania kliniczne fazy I, które mają potwierdzić bezpieczeństwo preparatu u ludzi. Kiedy sprej mógły trafić na rynek?
- Więcej tekstów o podobnej tematyce znajdziesz w zakładce "Zdrowie" w tvn24.pl.
W świecie, w którym wirusy grypy i koronawirusy nieustannie mutują - i będą mutować dalej - coraz trudniej stworzyć szczepionki, które pozostaną skuteczne niezależnie od wariantu. Wyobraźmy sobie jednak jedną dawkę spreju do nosa, która zastępuje coroczne kłucie igłą i chroni przed niemal wszystkim - od mutującej grypy po astmę. I choć idea "szczepionki na wszystko" przez dekady uchodziła za medyczną mrzonkę, badacze ze Stanford Medicine, pod kierownictwem mikrobiologa i immunologa prof. Bali Pulendrana, właśnie udowodnili, że to możliwe.
W najnowszym wydaniu "Science" opisali rewolucyjny mechanizm, który całkowicie zrywa z tradycją zapoczątkowaną 230 lat temu. Zamiast ścigać się z mutacjami, ich preparat wprowadza organizm w stan "żółtej gotowości", dając mu siłę do błyskawicznego zduszenia wirusów, bakterii, a nawet skutków alergii na kurz. Jeśli wyniki potwierdzą się w badaniach u ludzi, to podejście może stać się realnym uzupełnieniem obecnych metod zapobiegania chorobom układu oddechowego.
Pożegnanie z tradycją
Przez ostatnie dwa stulecia świat medycyny opierał się na paradygmacie ustalonym jeszcze w latach 90. XVIII wieku przez angielskiego lekarza Edwarda Jennera. To właśnie on, wprowadzając metodę zapobiegania ospie prawdziwej, stworzył fundamenty wakcynologii. Od tamtego czasu każda kolejna szczepionka działała w oparciu o zasadę tak zwanej swoistości antygenowej. Oznacza to, że preparat naśladował konkretny fragment patogenu - na przykład charakterystyczne białka kolca wirusa SARS-CoV-2 – aby "nauczyć" nasz organizm rozpoznawania i szybkiego zwalczania tego jednego, konkretnego wroga.
Jak zauważa prof. Pulendran, ten model ma jednak jedną, krytyczną wadę: wirusy potrafią zmieniać swoje oblicze w procesie mutacji. Podobnie jak lampart, który mógłby zmieniać swoje cętki, patogeny ewoluują, sprawiając, że wcześniejsza "nauka" układu odpornościowego staje się nieaktualna. To właśnie dlatego co roku musimy przyjmować nowe dawki przypominające na grypę czy kolejne warianty COVID-19.
Większość dotychczasowych prób stworzenia "uniwersalnej" szczepionki ograniczała się do szukania wspólnych elementów w obrębie jednej rodziny wirusów, co i tak okazywało się niezwykle trudne. Pomysł na preparat chroniący przed wszystkim naraz wydawał się naukowcom wręcz niedorzeczny i mało kto traktował go poważnie, dopóki zespół ze Stanfordu nie postanowił sprawdzić, czy da się to osiągnąć, zmieniając zupełnie strategię walki.
"Żółta gotowość" układu odpornościowego
Zamiast dostarczać organizmowi "portret pamięciowy" konkretnego patogenu, nowa formulacja badawcza (roboczo nazwana GLA-3M-052-LS+OVA ) naśladuje sygnały chemiczne, którymi komórki układu odpornościowego porozumiewają się ze sobą w trakcie prawdziwej infekcji. Kluczowe okazało się tu połączenie dwóch filarów odporności: wrodzonej i adaptacyjnej.
Odporność wrodzona to pierwsza linia obrony - szybkie oddziały reagujące niemal natychmiast po pojawieniu się intruza. Makrofagi czy neutrofile nie analizują, z kim mają do czynienia - ich zadaniem jest szybkie ograniczenie zagrożenia. Przez lata uważano jednak, że ta reakcja jest krótkotrwała i szybko wygasa, ustępując miejsca bardziej precyzyjnej odporności adaptacyjnej, odpowiedzialnej za produkcję przeciwciał i limfocytów T.
Badania zespołu prof. Bali Pulendrana pokazują, że ten podział nie musi być tak sztywny. Przy odpowiedniej stymulacji odporność wrodzona może pozostać w stanie podwyższonej czujności przez wiele miesięcy. W nowej formule wykorzystano bodźce aktywujące receptory Toll-podobne oraz nieszkodliwy antygen (owalalbuminę), który przyciąga do płuc limfocyty T. To one pełnią rolę dowództwa: nie walczą bezpośrednio, ale wysyłają sygnały regulacyjne, dzięki którym komórki odporności wrodzonej pozostają "na posterunku".
Efektem jest stan określany przez badaczy obrazowo jako "żółta gotowość" - pośredni między pełnym uśpieniem a ostrą reakcją zapalną. Układ odpornościowy nie jest stale pobudzony, ale jest przygotowany do natychmiastowego działania. To właśnie ten mechanizm "podwójnego uderzenia" sprawia, że w pierwszej fazie infekcji ilość wirusa w organizmie może zostać zredukowana nawet 100-1000-krotnie, a jeśli patogenowi uda się przetrwać, odpowiedź adaptacyjna uruchamia się w ciągu zaledwie kilku dni, zamiast typowych dwóch tygodni.
Nie tylko wirusy. Zdumiewająca ochrona przed bakteriami i kurzem
Najbardziej zaskakującym aspektem badań była wszechstronność opracowanego spreju, która wykracza poza ramy typowej ochrony wirusowej. Choć naukowcy początkowo skupiali się na koronawirusach, postanowili sprawdzić, jak zaszczepione myszy poradzą sobie z innymi, zupełnie odmiennymi zagrożeniami.
Okazało się, że preparat zapewnił solidną ochronę również przed groźnymi bakteriami wywołującymi infekcje szpitalne, takimi jak gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) czy Acinetobacter baumannii. Zaszczepione zwierzęta były bezpieczne przez około trzy miesiące od podania dawki.
Idąc o krok dalej, badacze przetestowali reakcję na alergeny roztoczy kurzu domowego. W normalnych warunkach kontakt z takim alergenem wywołuje u wrażliwych organizmów silną reakcję zapalną i nadprodukcję śluzu w drogach oddechowych, co jest typowe dla astmy. Tymczasem u myszy, które otrzymały uniwersalną szczepionkę, ta negatywna reakcja została stłumiona, a drogi oddechowe pozostały drożne i czyste. Oznacza to, że jeden preparat mógłby w przyszłości chronić nas nie tylko przed sezonową falą przeziębień, ale także przed atakami astmy alergicznej czy bakteryjnym zapaleniem płuc, co czyni go narzędziem o niespotykanej dotąd uniwersalności.
Wyniki badań na myszach dają nadzieję na przyszłość
Liczby publikowane na łamach prestiżowego czasopisma "Science" robią wrażenie nawet na największych sceptykach. U zwierząt, którym podano sprej donosowo, odnotowano od 100- do nawet 1000-krotnego zmniejszenia ilości wirusa w płucach po ekspozycji na patogeny. Podczas gdy w grupie kontrolnej (nieszczepionej) wirusy wywoływały rozległe stany zapalne, gwałtowną utratę masy ciała i wysoką śmiertelność, grupa zaszczepiona wykazywała minimalne objawy choroby i cieszyła się 100-procentową przeżywalnością.
Profesor Pulendran opisuje układ odpornościowy płuc u zaszczepionych zwierząt jako system "tak czujny i gotowy", że infekcja jest tłumiona niemal w zarodku. Co istotne, ochrona ta nie dotyczy tylko jednego konkretnego wariantu patogenu, ale szerokiego spektrum zagrożeń oddechowych, co potwierdza uniwersalny charakter nowej metody. To właśnie te rezultaty sprawiają, że niezależni eksperci, jak profesor Daniela Ferreira z Uniwersytetu Oksfordzkiego, oceniają to badanie jako "naprawdę ekscytujące" i potencjalnie przełomowe dla całej medycyny.
Jeśli te same wyniki uda się potwierdzić u ludzi, zyskamy potężną broń w walce z powszechnym kaszlem i przeziębieniami.
Kiedy sprej trafi do naszych aptek?
Mimo ogromnego entuzjazmu, naukowcy studzą emocje, przypominając, że droga od laboratorium do aptecznej półki wymaga czasu i rygorystycznych testów. Kolejnym krokiem będą badania kliniczne fazy I, które mają przede wszystkim potwierdzić bezpieczeństwo preparatu u ludzi. Jest to kwestia kluczowa, na co zwracają uwagę eksperci tacy jak Jonathan Ball. Podkreślają oni, że utrzymywanie organizmu w stanie ciągłej wysokiej gotowości musi być precyzyjnie kontrolowane, aby nie doprowadzić do sytuacji, w której układ odpornościowy zacznie atakować własne zdrowe tkanki.
Profesor Pulendran szacuje, że przy zapewnieniu odpowiedniego finansowania, uniwersalna szczepionka w spreju mogłaby stać się dostępna dla pacjentów w ciągu pięciu do siedmiu lat. W wizji badaczy preparat ten nie musiałby zastępować tradycyjnych szczepionek, ale stanowiłby ich idealne uzupełnienie, zwłaszcza w okresach wzmożonych zachorowań lub w obliczu nowych zagrożeń.
Wprowadzenie takiego rozwiązania zrewolucjonizowałoby zdrowie publiczne: mogłoby stanowić bufor ochronny w początkowej fazie przyszłych pandemii, radykalnie zmniejszyć śmiertelność z powodu infekcji dróg oddechowych oraz odciążyć systemy opieki zdrowotnej. Dla przeciętnego człowieka oznaczałoby to jesienną wizytę w przychodni po dawkę spreju, która zapewniłaby spokój i ochronę przez cały sezon zimowy. Jak podsumowuje prof. Pulendran, byłaby to prawdziwa transformacja praktyki medycznej.
Opracowała Agata Daniluk/ap