Pred rokom WHO varovala na nebezpečnú pneumóniu, ktorá sa rozšírila v čínskom meste Wuhan. Tento rok bol kvôli vírusu SARS-CoV-2 uzavretý skoro celý svet. Nebezpečenstvo je skutočné a nemalo by sa brať na ľahkú váhu. Farmaceutické spoločnosti začali okamžite hľadať vakcínu. Približne o 11 mesiacov neskôr ju našli. Prečo tento proces, ktorý zvyčajne trvá niekoľko rokov, zabral menej ako rok? Ako fungujú vakcíny na báze mRNA? Sú bezpečné? V čom je táto technológia revolučná?
Ako fungujú vírusy?
Najskôr si musíme vysvetliť ako fungujú vírusy. Vírusová častica je malý parazit, ktorý sa snaží za každú cenu dostať k bunkám vášho organizmu. Akonáhle je pri nej, tak nad ňou preberie kontrolu. Ako sa mu to podarí? Konkrétne koronavírusy, medzi ktoré patrí aj SARS-CoV-2, majú na svojom povrchu spikes, dlhé vláknité výbežky pripomínajúce chápadlá. Tieto výbežky sa pripoja na bunku a pomocou tubulárnych proteínov do nej vložia zahniezdené transkripty, tiež nazývané mRNA alebo messenger RNA.
Tieto zahniezdené transkripty sú niečo ako informácia o tom, čo má bunka vytvárať. Vírus samozrejme nechce, aby bunka pokračovala vo svojom vlastnom živote. Vírus jej teda zadá informáciu, aby tvorila ďalšie vírusové častice. Bunka si myslí, že túto informáciu dostala od organizmu a poslúchne. Takýmto spôsobom si vírus z Vášho tela urobí továreň na seba samého.
V tomto bode však zakročí aj Váš imunitný systém, ktorý si všimne, že niečo nie je v poriadku. Niektoré časti imunitného systému vyhľadávajú vírusové častice, aby ich neutralizovali, a iné zabíjajú bunky, ktoré už boli nakazené. To však trvá veľmi dlho a náš imunitný systém sa potrebuje naučiť, aby pri kontakte s konkrétnym vírusom konal čo najrýchlejšie. Na to používame vakcíny.
Vakcína na báze mRNA
Epidémia vírusu SARS v rokoch 2002 až 2003 bola tiež spôsobená koronavírusom. Štúdie koronavírusu z tejto epidémie ukázali veľkú podobnosť s vírusom, ktorému čelíme dnes. Už vtedy vedci poukazovali na vláknité výbežky vírusu a na ich kľúčovú rolu v jeho šírení. Dnes sme tieto informácie využili.
Keď imúnne bunky identifikovali vláknité výbežky, tak varovali imunitný systém a začali sa voči vírusu brániť. To je presne tá reakcia, ktorú sa snažíme pomocou vakcíny získať. Spoločnosti Moderna a Pfizer, ktoré majú vyvinuté vakcíny, sa zamerali práve na toto. Ich snahou bolo naučiť bunku identifikovať vláknité výbežky, čo by jej zaručilo imunitu bez toho, aby prešla nákazou. Ako to však môžu lekári dokázať?
Použili najsilnejšiu zbraň tohto vírusu proti nemu: mRNA. Vakcína odovzdá bunke informáciu, aby tvorila špecifický tubulárny proteín, z ktorého sa skladajú vláknité výbežky vírusu. Sami o sebe sú tieto výbežky neškodné, no bunke tento proces ponúkne možnosť identifikovať ich bez akéhokoľvek nebezpečenstva. Bunka bude teda vedieť reagovať na prítomnosť vláknitých výbežkov aj bez toho, aby sa stretla so samotným vírusom.
„Myslím si, že v budúcnosti uvidíme významné prelomové objavy vychádzajúce z tejto technológie.“
Larisa Labzin, epidemiologička, University of Queensland
V spôsobe, akým vakcíny odovzdávajú mRNA informáciu do nukleusu bunky, sa rôzne spoločnosti líšia, no princíp je zachovaný. Jeden zo spôsobov je napríklad to, že bunku dostanú do kontaktu s geneticky modifikovaným vírusom, ktorý je celkom neškodný. Viac o tomto spôsobe si viete prečítať tu. Pfizer už požiadal o núdzovú autorizáciu svojej vakcíny, aby ju mohli podávať aspoň v krajných prípadoch.
Ako sme sa dostali k mRNA vakcínam?
Nejedná sa o žiaden zázrak. Tieto vakcíny spoločnosť Moderna skúmala posledných niekoľko rokov. Spoločnosť BioNTech, ktorá spolupracuje so spoločnosťou Pfizer, sa už roky snažila nájsť takúto vakcínu na chrípku. Vakcíny na báze mRNA boli behom na dlhú trať. Keďže sa jednalo o prelom na poli medicíny, výskum nebol jednoduchý. Globálna pandémia však prinútila spoločnosti zvýšiť tempo a investovať do výskumu viac financií aj času. Oplatilo sa to. Súčasné vakcíny majú až 95% úspešnosť a v priebehu budúceho roka sa dostanú do obehu.
Čo je skvelé je to, že vakcíny na báze mRNA sú plug-and-play. To znamená, že ich môžete ľubovoľne upraviť a vždy budú fungovať. V podstate sa skladajú z dvoch častí: mRNA inštrukcie a lipidového obalu, v ktorom sa inštrukcie nachádzajú. Teoreticky dokážete do lipidového obalu vložiť akúkoľvek informáciu a prikázať telu vytvárať proteíny, ktoré chcete. Ako sme už spomínali, v prípade vakcín od spoločností Pfizer a Moderna sa jedná o proteín zodpovedný za dlhé vláknité výbežky.
„Mechanizmus, ktorým špecifické mRNA vakcíny aktivujú imunitný systém, nám zatiaľ nie je známy.“
Magdalena Plebanski, profesorka imunológie, RMIT University Australia
Aj napriek tomu, že na papieri a v laboratóriu vyzerajú výsledky veľmi sľubne, to, čo sa deje v samotnom tele bunky, stále nevieme. Treba si zachovať zdravú dávku skepticizmu. Najväčším problémom je náchylnosť vakcín na teplo. Vakcína Pfizer musí byť skladovaná pri teplote -70 stupňov Celzia a vakcína od spoločnosti Moderna pri -20 stupňoch Celzia.
Našli sme liek na všetky budúce pandémie?
Veriť, že súčasná pandémia je unikátny jav by bolo slepé. V minulosti sme sa stretli s nejednou pandémiou a nejedna nás stále čaká. Dokázali by teda vakcíny na báze mRNA odvrátiť alebo aspoň zmierniť budúce pandémie? Krátka odpoveď je jednoduchá: Nevieme.
Stále nám zostáva overiť laboratórne výsledky testovaných vakcín v praxi, pozorovať ich dlhodobú účinnosť a vyriešiť logistické problémy, ktoré spôsobuje ich náchylnosť na teplo. Dokážu tieto vakcíny úplne zničiť koronavírus alebo len spomalia jeho šírenie? Na ako dlho vydrží získaná imunita? Nevieme.
Ak by však všetko fungovalo a nenastali by žiadne neriešiteľné komplikácie, tento malý krok vpred by mohol celkom pretransformovať spôsob, akým liečime nákazy. Ak mRNA vakcíny skutočne naplnia plug-and-play víziu, ktorú lekárom dali, a môžeme s ich pomocou syntetizovať ľubovoľné proteíny, aké to budú?
Potenciálna aplikácia takejto formy terapie by mohla byť u onkologických pacientov. Už prebieha veľký počet klinických štúdií, ktorých výsledky poskytnú lepší pohľad na túto otázku. Terapia pomocou konceptu mRNA sa zatiaľ ukázala ako pozitívne riešenie rakoviny prostaty, rakoviny pľúc alebo rakoviny močového mechúra. Nikto nehovorí, že Moderna bude mať funkčnú vakcínu proti rakovine o pár dní, no štúdie ukazujú, že to je jedno z potenciálnych riešení.
Nevieme, či mRNA vakcíny ukončia všetky pandémie, no to, že pomôžu ukončiť túto pandémiu, nám môže ponúknuť náskok pred tou ďalšou.