Naukowcy opracowali eksperymentalną szczepionkę donosową na myszach, która zapewnia szeroką ochronę przed szeregiem wirusów, bakterii, a nawet alergenów układu oddechowego. Odkrycia opublikowane 19 lutego w czasopiśmie Science wskazują na potencjalną przyszłość, w której pojedyncza dawka mogłaby zastąpić wielokrotne coroczne szczepienia przeciwko sezonowym chorobom układu oddechowego i zapewnić szybką ochronę przed pojawiającymi się pandemiami. Jest to ważne, ponieważ istniejące szczepionki często nie nadążają za szybko zmieniającymi się patogenami, co wymaga częstych aktualizacji i dawek przypominających.
Ograniczenia tradycyjnych szczepień
Od ponad dwóch stuleci szczepionki opierają się na specyficzności antygenowej — prezentacji rozpoznawalnego fragmentu patogenu układowi odpornościowemu w celu wywołania ukierunkowanej odpowiedzi. Jednakże podejście to komplikuje szybko mutujące wirusy. Coroczne aktualizacje szczepionek przeciw grypie i ciągłe dostosowywanie dawek przypominających przeciwko Covid-19 pokazują ograniczenia tego paradygmatu. Jak zauważa Bali Pulendran ze Stanford Medicine: „Wirusy mogą zmieniać antygeny na swojej powierzchni… Podobnie jak w przypadku banału: gepard zmienia swoje cętki”.
Większość prób stworzenia szerszych szczepionek skupiała się na rodzinach wirusów, ale prawdziwie uniwersalna szczepionka wydawała się dotychczas nierealna.
Stosowanie odporności zintegrowanej: nowe podejście
Nowa szczepionka omija tradycyjną specyficzność antygenową, naśladując naturalne sygnały układu odpornościowego podczas infekcji. Zamiast wykorzystywać składniki wirusowe, aktywuje odporność wrodzoną i nabytą w skoordynowanej i długoterminowej odpowiedzi. Istniejące szczepionki stymulują przede wszystkim układ adaptacyjny (przeciwciała i limfocyty T pamięci), podczas gdy to nowe podejście wykorzystuje wszechstronność układu wrodzonego (komórki dendrytyczne, neutrofile, makrofagi), który zazwyczaj szybko zanika, ale można go przedłużyć przy użyciu odpowiednich sygnałów.
Poprzednie badania szczepionki przeciwko gruźlicy BCG (Bacillus Calmette-Guerin) wykazały niewyjaśnioną ochronę krzyżową przed innymi infekcjami. Zespół Pulendrana odkrył, że limfocyty T w płucach przez kilka miesięcy utrzymywały wrodzoną aktywność immunologiczną, wysyłając sygnały za pośrednictwem cytokin do receptorów rozpoznających patogeny, zwanych receptorami Toll-podobnymi.
Jak działa spray do nosa
Eksperymentalna szczepionka GLA-3M-052-LS+OVA dostarcza sygnały limfocytom T w celu aktywacji wrodzonej odporności w płucach. Zawiera również nieszkodliwe białko jaja (albuminę jaja kurzego), które przyciąga limfocyty T do płuc, wspierając wzmocnioną wrodzoną odpowiedź przez tygodnie. Myszy, które otrzymały trzy dawki aerozolu do nosa, pozostawały chronione przed SARS-CoV-2 i innymi koronawirusami przez co najmniej trzy miesiące.
Nieszczepione myszy doświadczyły ciężkiej choroby i śmierci, podczas gdy zaszczepione myszy wykazywały minimalną utratę wagi, przeżyły i miały czyste płuca. Szczepionka obniżyła poziom wirusa 700-krotnie i wywołała reakcje adaptacyjne w ciągu zaledwie trzech dni — znacznie szybciej niż typowe dwa tygodnie u nieszczepionych zwierząt.
Ochrona wykraczająca poza wirusy
Szczepionka chroniła także myszy przed bakteryjnymi infekcjami dróg oddechowych (Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii) i astmą alergiczną wywoływaną przez roztocza kurzu domowego. Tłumiąc alergiczną odpowiedź immunologiczną Th2, zaszczepione myszy utrzymywały drożność dróg oddechowych. Pulendran uważa, że stanowi to „uniwersalną szczepionkę przeciwko różnym zagrożeniom układu oddechowego”.
Kolejne kroki i potencjalne ramy czasowe
Planowane są badania na ludziach, a następnie większe badania. Pulendran szacuje, że jeśli się powiedzie, uniwersalna szczepionka oddechowa będzie dostępna w ciągu pięciu do siedmiu lat. Taka szczepionka mogłaby uprościć szczepienia sezonowe i wzmocnić ochronę przed przyszłymi pandemiami.
„Wyobraź sobie, że jesienią dostajesz spray do nosa, który chroni Cię przed wszystkimi wirusami układu oddechowego, bakteryjnym zapaleniem płuc i alergenami wczesnowiosennymi… To zmieni praktykę medyczną.”
Badanie zostało sfinansowane przez National Institutes of Health, Violet L. Horton Endowment, Soffer Fund i Open Philanthropy. Stanowi to poważną zmianę w opracowywaniu szczepionek, oferującą potencjał silniejszej i szerszej ochrony przed szeregiem chorób układu oddechowego.
