Snad ještě nikdy v historii nebyl vývoj vakcíny pod takovým drobnohledem, jako je tomu nyní. Vakcína proti onemocnění covid-19 je očekávána s nadějí, že se život vrátí k normálu, a farmaceutické firmy se předhání v jejím uvedení na trh. Velké pozornosti se dostalo hlavně RNA vakcínám od firmy Pfizer nebo Moderna. Jak fungují a proč je kolem nich i jistá kontroverze - to vše se dozvíte v dnešním článku.
Princip RNA vakcíny je vlastně velmi jednoduchý. Aby ale bylo všechno jasné, pro jistotu ještě v následujícím odstavci krátce vystvětlím, jak funguje očkování a jakou roli hraje mRNA při syntéze proteinů. Pokud jste v biologii zběhlejší, můžete následující odstavec klidně přeskočit.
Nejprve tedy k samotnému očkování. Aby se nám vytvořila imunita proti nějakému patogenu, musí se naše bílé krvinky s tímto patogenem fyzicky setkat v našem těle. Střetnou se pomocí vazby receptoru krvinky s povrchem patogenu. Konkrétně s nějakou povrchovou bílkovinou (S protein v případě koronaviru). Bílé krvinky se pak množí a vytváří protilátky, které se stejně jako jejich receptor dokážou na patogenní protein navázat a tak ho označit a inaktivovat. Klíčovým prvkem vzniku imunity je tedy interakce mezi receptorem a takzvaným antigenem - proteinem na povrchu patogenu. A co s tím má společného RNA? Ve všech buňkách všech organismů totiž mRNA (messenger RNA) slouží jako instrukce pro vytvoření proteinu. mRNA vzniká přepisem z DNA, kde jsou informace pevně uložené, např. jako v prezenční knize. mRNA je něco na způsob receptu, který si z této prezenční knihy opíšeme, abychom si pak doma podle něj mohli něco uvařit. mRNA putuje z jádra do cytoplasmy a na ribozomech je podle ní vytvořen protein, který buňka právě potřebuje ke svému fungování.
Jak tedy vakcína funguje? Jejím základem je molekula mRNA, která má sekvenci kódující S protein koronaviru. Dnes již není žádný technologický problém zjistit sekvenci virové RNA a také není problém nechat takovou RNA vyrobit. Je to mnohem jednodušší než výroba ostatních typů vakcín. Tato mRNA je pak injekčně vpravena do těla očkovaného. Samotná molekula RNA může být obalena lipidovým obalem, aby snáze prostoupila do buňky. V buňce potom dojde k translaci (překladu) mRNA a vzniknou proteiny shodné s koronavirovým S proteinem. Tento protein je díky signální sekvenci sekretován ven z buněk, které ho vyrobily a v krevním řečišti se setká s bílymi krvinkami, které na něj zareagují a vytvoří odpovídající protilátky.
Fascinující je, že si vlastně samotný virový protein vyrobíme sami. V podstatě se jedná o autoimunizaci. Stačí vložit jednoduchou mRNA a naše tělo hnané mechanismy molekulární biologie už se o všechno postará. Samotná mRNA zároveň není nijak stabilní, vydrží maximálně pár dní, nemusíme se proto bát, že by naše buňky ovlivnila dlouhodobě. Zároveň je ale potřeba očkovat v několika dávkách, aby byla imunizace účinná.
Zajímavost: Proč se používá zrovna S protein? Jedná se o protein na povrchu kapsidy viru. Jméno má z anglického spike protein, tedy trnový protein. Toto jméno dostal kvůli svému tvaru, právě díky S proteinům mají koronaviry svůj pověstný tvar sluneční korony. Tímto proteinem se viry navazují na receptory AEC2 na našich buňkách. Je důležité říct, že protein sám o sobě nijak škodlivý není (to je pouze virus jako celek) a jako antigen ho používají všichni výrobci vakcín.
S protein koronaviru SARS-CoV-2. Obrázek je převzat z databáze PDB
Výrobci RNA vakcín jsou firmy Pfizer a Moderna. Jejich vakcíny jsou nyní v třetí (poslední) fázi klinického testování a některé státy už uzavřely smlouvy na jejich pořízení. Obě firmy slibují více než 90 % účinnost vakcíny, což je nevídané. Jiné druhy vakcín mívají účinnost nižší. (Ovšem samotné měření účinnosti může být diskutabilní).
Všechno to zní až moc jednoduše a skvěle, proč tedy panuje kolem RNA vakcín takový poprask? Přispívá k tomu to, že tyto vakcíny by byly prvními hromadně použitými mRNA vakcínami proti nějakému infekčnímu onemocnění a logicky tedy nejsou známé dlouhodobé efekty. Tak je to ale s každým novým typem očkování. Dříve také nebyly dlouhodobě ozkoušené např. adenovirové typy vakcín, které se dnes běžně používají. Bohužel, není jiný způsob jak zjistit možné dlouhodobé negativní účinky, než začít těmito vakcínami očkovat. To je prostě realita. Na druhou stranu, klinické testy potrvzují, že mRNA vakcíny nemají krátkodobé vážné vedlejší účinky (byla zjištěna např. únava u 3.8 % testovaných nebo bolest hlavy u 2 %).
Dalším důvodem proč se lidé vakcín na Covid-19 obávají je jejich rychlý vývoj. Pravdou je, že vývoj vakcín na jiná onemocnění trvá roky. Nyní byl ale celý vývoj podpořen naléhavou situací a vlády do výzkumu investovaly nemalé finance, aby byla výroba co nejrychlejší. Např. firma Pfizer už má zavedenou výrobu na mRNA terapeutika používaná v onkologii. Zaměřit se místo toho na koronavirus už není až taková technologická změna, a proto byly tyto vakcíny vytvořeny tak rychle.
Spíše praktickým problémem pak může být stabilita těchto vakcín. Jak už jsem psala výše, RNA nejsou zrovna nejstabilnější a udržet vakcínu aktivní od výroby přes přepravu až po aplikaci může být oříšek. Vakcína od firmy Pfizer se dlouhodobě musí skladovat při -70 °C, což vyžaduje chlazení tekutým dusíkem. To výrazně komplikuje např. leteckou dopravu, protože přeprava tekutého dusíku je zakázana letištní bezpečností. V ledničkové teplotě jejich vykcína vydrží pouze pár dní. Vakcína od firmy Moderna má být o něco stabilnější a v teplotě okolo -4 °C má vydržet celý měsíc.
Ať se k nám ale vakcína dostane letecky nebo po zemi, je pravděpodobné že v příštím roce se k ní někteří z nás dostanou. Velká Británie jako první země oprávnila použití vakcíny od Pfizeru a objednala 40 milionů dávek, které vystačí pro 20 milionů tamních obyvatel.
Jak se k tomuto tématu stavíte vy?
Reference:
Update o Pfizer vakcíně: https://www.pfizer.com/news/press-release/press-release-detail/pfizer-and-biontech-conclude-phase-3-study-covid-19-vaccine
Přehled o vývoji vakcíny firmy Moderna: https://www.modernatx.com/modernas-work-potential-vaccine-against-covid-19
Další mRNA vakcína, tentokrát v první fázi klinického testování: Zhang et al., 2020, Cell 182, 1271–1283 September 3, 2020 ª 2020 Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.07.024
Přeprava vzorků chlazených tekutým dusíkem, příklad: https://www.ctshipper.eu/cz/
Článek o S protein koronaviru: Huang, Y., Yang, C., Xu, Xf. et al. Structural and functional properties of SARS-CoV-2 spike protein: potential antivirus drug development for COVID-19.
Acta Pharmacol Sin 41, 1141–1149 (2020). https://doi.org/10.1038/s41401-020-0485-4
S protein jako molekula měsíce: http://pdb101.rcsb.org/motm/246
Pfizer v Británii: https://www.bbc.com/news/health-55145696
Dále jsem čerpala z prezentace o vakcínách, kterou připravili mí spolužáci.
Žádné komentáře:
Okomentovat