mRNA – technologia, która może uchronić ludzkość przed HIV?

Kiedyś niezwykle tajemniczy, dziś wiemy o nim bardzo dużo. Wirus HIV nadal sieje spustoszenie w krajach rozwijających się, ale dzięki nowoczesnym lekom daje się opanować u wielu zakażonych. Tymczasem badania kliniczne nad szczepionką weszły w kolejną fazę na podstawie dotychczasowych, obiecujących wyników. Czy szczepionka Moderny ma szansę w końcu uchronić ludzi przed ludzkim wirusem niedoboru odporności?

Krótko o szczepionkach

Szczepionki jako takie z pewnością nie są nowym konceptem w dziedzinie biomedycyny. Te wyprodukowane w laboratoriach farmaceutycznych stosowane są od dziesiątek lat, jednak pierwsza w historii szczepionka była dziełem Edwarda Jennera, lekarza żyjącego w osiemnastym wieku w Wielkiej Brytanii. Eksperyment polegał na zarażeniu dziecka wirusem wywołującym ospę krowią, co poskutkowało z jednej strony rozwinięciem łagodnej postaci choroby, a z drugiej, odporności na czarną ospę (ospę prawdziwą) dzięki wytworzeniu przeciwciał. Niemal sto lat później, szczepionki na podstawie badań Jennera były już szeroko stosowane na kontynencie europejskim. W początkowej fazie epidemii czarnej ospy w 1963 roku we Wrocławiu, szczepionka (razem z całkowitym zamknięciem granic miasta) uchroniła ludność przed rozprzestrzenieniem się nie tylko na całe ówczesne województwo wrocławskie, ale i resztę kraju. Dzięki szeroko zakrojonej i obowiązkowej akcji szczepień ostatni przypadek ospy prawdziwej w naszym kraju stwierdzono później tego samego roku, a w 1980 roku ogłoszono, że ospa prawdziwa została całkowicie wyeliminowana ze środowiska. A wszystko dzięki szczepionce mającej swoje źródła w badaniach Edwarda Jennera.

W dwudziestym wieku nauka nad szczepionkami nabrała prawdziwego tempa. Kiedy choroby zakaźne pustoszyły całe społeczności ludzkie w różnych regionach świata, popyt na nie gwałtownie się zwiększył. Dzięki zastosowaniu szczepionek doszliśmy do tak zwanej odporności stadnej, w której wirusy i bakterie nie są w stanie rozprzestrzeniać się pomiędzy osobnikami, ponieważ posiadają one już odporność indywidualną. Z czasem ludzie stali się odporni na takie choroby jak dur brzuszny, krztusiec, gruźlica, tężec czy błonica.

Przez te wszystkie lata, szczepionki były produkowane w różnych technologiach. Niektóre z nich były wycofywane w toku badań na ludziach np. ze względu na działania niepożądane lub nikłą skuteczność (takim przypadkiem była szczepionka przeciw boreliozie). Z początku były to szczepionki żywe (w niektórych przypadkach stosowane do dziś, np. przeciw rotawirusom), szczepionki zawierające inaktywowane, zabite wirusy i bakterie lub ich białka. Technologią, która pozwala obecnie na szukanie rozwiązań immunizacyjnych przeciw wielu chorobom jest wektor i mRNA.

Szczepionki mRNA – słowo o technologii

Badania nad technologią toczą się od lat 90. Dwudziestego wieku, pomimo że opinia publiczna usłyszała o niej stosunkowo niedawno w odniesieniu do szczepień przeciw COVID-19. Działa ona w nieco inny sposób od innych szczepionek, a dotychczasowe badania wykazują, że wywołują one mniejsze działania niepożądane. Jak działa technologia mRNA?

O ile szczepionka żywa przenosi żywy patogen, a inaktywowana – jego zabitą postać albo fragmenty, o tyle mRNA przenosi swego rodzaju instrukcję obsługi wirusa. Za tę instrukcję służą genetycznie zmodyfikowane cząsteczki uczące komórki naszego organizmu jak samodzielnie syntetyzować fragment białka należącego do wirusa, przed którym szczepionka ma chronić. Tym samym układ immunologiczny produkuje przeciwciała mające na celu wychwycenie i zniszczenie białka wirusa w razie jego wtargnięcia do organizmu.

Technologia ta pozwala na wprowadzenie do organizmu informacji o wirusie bez samego wirusa. W pożądanej odpowiedzi immunologicznej, białko wirusowe zostanie wytworzone, pozostanie na powierzchni komórki, a układ odpornościowy potraktuje go jako wroga i wyprodukuje odpowiednie przeciwciała. Ta informacja ma w odporności pozostawać.

Szczepionka mRNA a wektorowa

Na wyraźne rozróżnienie zasługują dwa typy nowoczesnych szczepionek, to jest mRNA oraz wektorowe. Nie są one tym samym, chociaż należą do grupy produktów najnowszej generacji, w odróżnieniu od szczepionek żywych i inaktywowanych.

Szczepionka wektorowa, podobnie jak mRNA, przenosi do organizmu informację o budowie białka wirusowego, jednak w formie zmodyfikowanego wirusa. Tak samo zawierają one informację o tym, w jaki sposób wytworzyć antyciała, a dodatkowo innego wirusa w aktywnej, lecz zmodyfikowanej formie. Nie jest to ten sam wirus przeciwko któremu szczepionka ma zostać wykorzystana.

Przykładem może tu być szczepionka przeciw COVID-19 firmy Astra Zeneca. Jako wektor (czy tez posłaniec, transporter) wykorzystany został adenowirus, który przeniósł informację genetyczną o koronawirusie po to, aby organizm był w stanie się na niego uodpornić. Szczepionki wektorowe są skuteczne i bezpieczne, a stosowane jako transporter wirusy nie stanowią niebezpieczeństwa dla człowieka.

Szczepionka na HIV

Nad skutecznymi sposobami leczenia i zapobiegania wirusowi HIV oraz wynikającego z niego AIDS trwają badania od wielu lat. Obecnie istnieją skuteczne leki na zaleczanie wirusa, które zapobiegają lub spowalniają jego replikację. Leki te stosuje się dożywotnio i bardzo ważna jest systematyczność pacjenta w leczeniu.

Badania nad technologią mRNA pozwoliły na wyprodukowanie szczepionki, która weszła niedawno w I fazę badań u ludzi. W styczniu 2022 roku pierwszy ochotnik otrzymał zastrzyk, a w całości tego etapu udział weźmie jeszcze 55 osób. Badanie potrwa rok i cztery miesiące i zakończy się w kwietniu 2023. Aby dogłębnie zbadać poziom odpowiedzi immunologicznej, część tej grupy otrzyma dawkę pierwotną i wspomagającą, tylko pierwotną lub tylko wspomagającą.

Firma Moderna razem z International AIDS Vaccine Initiative, organizacji wspierającej inicjatywy na rzecz szczepień przeciwko AIDS, w 2021 roku przeprowadziły badania na makakach, które pozwoliły na wprowadzenie badań w fazę eksperymentu na ludziach. A nie było to takie oczywiste, ponieważ szczepionka równocześnie produkowana przez firmę Johnson & Johnson ostatecznie dała na tyle niesatysfakcjonujące rezultaty, że jej dalsze badania zostały przerwane. Szczepionka Moderny w technologii mRNA jest więc kolejną szansą na ratunek dla wielu zagrożonych przez AIDS społeczności. Jak działa?

Odpowiedź immunologiczna szczepionki na HIV

Większość wirusów, po wtargnięciu do organizmu replikuje, zakaża organizm, ale ostatecznie zostaje z niego wydalona, pozostawiając przeciwciała do późniejszej obrony przed tym samym szczepem. Wirus HIV jest „trwalszy” i w tym tkwi trudność w jego zwalczaniu. Ten retrowirus nigdy nie opuszcza organizmu i cały czas się namnaża. Rozprzestrzeniając się po całym organizmie z czasem prowadzi do rozwoju AIDS. O ile szczepionki przeciw innym wirusom po wywołaniu odpowiedzi mogą organizm opuścić, a ich działanie przemija dopiero po latach (dlatego zaleca się ich powtarzanie np. co 10 lat), o tyle w tym przypadku organizm musi się nauczyć długotrwałej odpowiedzi w postaci syntezy pewnego rodzaju limfocytów B. Problem polega na tym, że naukowcy nie znaleźli jeszcze odpowiedzi na pytanie, które konkretnie białko byłoby odpowiedzialne za odporność na HIV. A jeśli znaleźli, prawdopodobnie ta informacja objęta jest patentem.

Faza ludzka badań klinicznych odbywać się będzie w krajach afrykańskich, ponieważ to te społeczności są obecnie najbardziej dotknięte kryzysem humanitarnym związanym z rozprzestrzenianiem się wirusa i rozwojem AIDS. Lekarze mają duże doświadczenie w pracy z ludźmi dotkniętymi wirusem, a wiele szczepionek ma swoje źródła właśnie w laboratoriach zlokalizowanych w Afryce, dzięki czemu pracują nad nimi naukowcy z dużym doświadczeniem. Firma Moderna ogłosiła już wstępnie, że w Kenii zamierza otworzyć własny zakład produkcyjny szczepionek w technologii mRNA.