Badacze opracowali preparat, który oferuje jednoczesną ochronę przed wirusami, bakteriami oraz alergenami. Dotychczas z powodzeniem sprawdzono go na gryzoniach. Ta substancja to rezultat innowacyjnego podejścia do wzmacniania odporności organizmu na różnorodne czynniki chorobotwórcze.
Nowa szczepionka wspiera aktywność wrodzonego układu odpornościowego
Maria Krzos
Z tego artykułu się dowiesz:
- Jaką nowatorską strategię w obszarze szczepionek przetestowali naukowcy z Stanford Medicine wraz z ich współpracownikami?
- Co odróżnia nową szczepionkę od konwencjonalnych metod stymulowania systemu immunologicznego?
- Jakie rezultaty zaobserwowano w trakcie badań szczepionki na myszach?
Szczepionka została stworzona przez ekspertów z Stanford Medicine (w skład którego wchodzi Stanford School of Medicine) i ich partnerów z innych amerykańskich ośrodków akademickich (Emory University School of Medicine, University of North Carolina w Chapel Hill, Utah State University i University of Arizona). Rezultaty badań przedstawiono w „Science”, w publikacji „Mucosal vaccination in mice provides protection from diverse respiratory threats”.
Reklama Reklama
O dokonaniach swoich badaczy informuje Centrum Informacyjne Stanford Medicine. „W obszarze postępu w medycynie, uniwersalna szczepionka, która mogłaby zabezpieczyć przed każdym drobnoustrojem, od dawna uchodzi za Świętego Graala — i pozostaje równie nieosiągalna (…). Niemniej jednak, naukowcy i ich koledzy ze Stanford Medicine wykonali zaskakujący krok w tym kierunku, zaskakując nawet samych siebie. W nowym badaniu, przeprowadzonym na myszach, opracowali wszechstronną formułę szczepionki, która chroni przed szerokim spektrum wirusów układu oddechowego, bakterii, a także alergenów. Szczepionka jest aplikowana donosowo – na przykład jako aerozol do nosa – i zapewnia rozległą ochronę płuc przez kilka miesięcy” – czytamy. W oparciu o jaką zasadę funkcjonuje nowa szczepionka?
Zdrowie Osoby otyłe gorzej przechodzą grypę i inne infekcje. Badanie pokazuje skalę ryzyka
Ostatnie badanie, w którym wzięło udział ponad pół miliona osób, wskazuje, że osoby z nadwagą są w znacznym stopniu narażone na hospitalizację lub zgon z powodu…
Nowa szczepionka nie usiłuje imitować patogenów
Obecnie dostępne szczepionki bazują na mechanizmie tzw. specyficzności antygenowej. Zawarte w nich elementy naśladują charakterystyczny składnik patogenu – przykładowo białko kolca (spike protein), które znajduje się na powierzchni cząsteczek wirusa SARS-CoV-2 – w celu przygotowania systemu immunologicznego do rozpoznania i szybkiego reagowania na autentyczny patogen. – To był kanon wakcynologii przez ostatnie 230 lat – oznajmia dr Bali Pulendran, jeden z autorów opracowania. Ten mechanizm staje się mniej efektywny, gdy na przykład dany patogen zaczyna mutować (dlatego rekomendowane jest przyjmowanie dawek przypominających szczepionki przeciw COVID-19 lub grypie) albo gdy pojawia się nowy.
Nowa szczepionka nie próbuje naśladować żadnej części patogenu; zamiast tego naśladuje sygnały, których komórki układu odpornościowego używają do komunikacji między sobą podczas infekcji
Utworzenie uniwersalnej szczepionki uznawano do tej pory za mało realne. Podejmowane próby koncentrowały się jedynie na wywołaniu odporności na jedną rodzinę wirusów (np. na koronawirusy lub wirusy grypy). Natomiast naukowcy ze Stanford Medicine i ich koledzy twierdzą, że ich szczepionka podana myszom spowodowała nie tylko odporność na różne wirusy układu oddechowego, ale również na bakterie i alergeny. Jak to możliwe?
„Nowa szczepionka nie dąży do imitowania żadnej części patogenu; zamiast tego imituje sygnały, które komórki systemu odpornościowego wykorzystują do komunikowania się między sobą podczas infekcji. Ta innowacyjna strategia łączy dwa rodzaje odporności – wrodzoną i nabytą – tworząc pętlę sprzężenia zwrotnego, która podtrzymuje szeroką reakcję immunologiczną” – czytamy.
Mechanizm szczepionki na gruźlicę inspiracją do nowych badań
Punktem wyjścia dla badaczy była wszechstronność naszego systemu odpornościowego. Składa się on z różnych typów komórek atakujących wszystko, co zostanie rozpoznane jako patogen. Odporność wrodzona zapewnia swego rodzaju uniwersalną ochronę. Posiada jednak krótki okres działania.
Informacje o tym, że w pewnych okolicznościach reakcja ochronna może utrzymywać się dłużej, pojawiały się już od dłuższego czasu. Najlepiej przebadanym przykładem było działanie szczepionki przeciw gruźlicy Bacillus Calmette-Guerin noworodkom. Badania epidemiologiczne i kliniczne wykazały, że może ona zredukować śmiertelność niemowląt również z powodu innych zakażeń. Przez długi czas nie potrafiono jednak dokładnie objaśnić mechanizmu, który za tym stoi.
W 2023 r. zespół dr. Pulendrana opublikował wyniki badań przeprowadzonych na myszach, które wykazały, 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.
Technologie AI pokonała właśnie miliony lat ewolucji. To będzie rewolucja w medycynie
Naukowcy dokonali przełomu, wykorzystując sztuczną inteligencję do projektowania syntetycznych białek. Te przewyższają swoje naturalne odpowiedniki…
Naukowcy udowodnili, że dopóki wrodzona odpowiedź pozostawała aktywna, myszy były chronione przed infekcjami 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 niniejszej pracy spekulowaliśmy, że skoro wiemy już, w jaki sposób szczepionka przeciwko gruźlicy wywiera krzyżowe działanie ochronne, możliwe będzie utworzenie syntetycznej szczepionki, być może w formie aerozolu do nosa, która będzie zawierała właściwą kombinację bodźców receptorów typu Toll i jakiegoś antygenu, aby wprowadzić limfocyty T do płuc – wspomina dr Pulendran. – Minęło dwa i pół roku i pokazaliśmy, że dokładnie to, co przewidywaliśmy, jest wykonalne u myszy – dodaje.
Szczepionka wspiera zwalczanie infekcji wirusowych, bakteryjnych i alergicznych
Nowa szczepionka, testowana na myszach, znana aktualnie jako GLA-3M-052-LS+OVA, imituje sygnały limfocytów T, które bezpośrednio pobudzają 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.
Uniwersalna szczepionka dla ludzi mogłaby być gotowa za pięć do siedmiu lat
W trakcie testów badacze, zdumieni zdolnością szczepionki do walki z różnymi typami infekcji wirusowych, poszerzyli je o bakteryjne infekcje dróg oddechowych (badano gronkowca złocistego – Staphylococcus aureus – i Acinetobacter baumannii). Zaszczepione myszy przez około trzy miesiące były chronione również przed tymi infekcjami.
Następnym krokiem było testowanie wpływu szczepionki na reakcje alergiczne układu oddechowego. Myszy zostały wystawione na działanie białka pochodzącego z roztoczy kurzu domowego, które jest powszechnym 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 osłabiła odpowiedź Th2, a zaszczepione myszy zachowały drożność dróg oddechowych.
Badacze utorowali drogę do uniwersalnej szczepionki
Dr Bali Pulendran w materiale opracowanym przez Centrum Informacyjne Stanford Medicine oznajmia: „Uważam, że dysponujemy uniwersalną szczepionką przeciwko zróżnicowanym zagrożeniom układu oddechowego”. Nie należy jednak zapominać, że na razie substancja została zbadana jedynie na myszach. Kolejnym krokiem są badania na ludziach. Badacz szacuje, że w optymistycznym scenariuszu, przy odpowiednim finansowaniu, uniwersalna szczepionka dla ludzi mogłaby być dostępna za pięć do siedmiu lat. – Wyobraź sobie, że w okresie jesiennym otrzymujesz aerozol do nosa, który chroni przed wszystkimi wirusami układu oddechowego, w tym COVID-19, grypą, wirusem RSV i przeziębieniem, a także bakteryjnym zapaleniem płuc i alergenami wczesnowiosennymi. To całkowicie odmieniłoby praktykę medyczną – podsumowuje badacz.