Rejestracja

Please leave these two fields as-is:
UWAGA: Prosimy o rozwiązanie prostego równania matematycznego!
zamknij

Zaloguj się

Zapomniałeś hasła?

Jeżeli nie pamiętasz swojego hasła, wyślemy Ci nowe - wystarczy skorzystać ze specjalnego formularza
Przypomnij mi hasło

Zarejestruj się
Napisano: 13 czerwca 2016

Liczba komentarzy: 0
Szczepionki nowej generacji — wyrafinowana metoda walki z infekcją

Czytelnik śledzący doniesienia mediów i prasę naukową z pewnością napotkał na pojawiające się tu i ówdzie wyrazy zaniepokojenia związanego ze stosowaniem szczepionek. Czy szczepienia mogą bardziej zaszkodzić niż pomóc? Jakie są rodzaje szczepionek i na czym polega różnica między metodami klasycznymi a szczepionkami nowej generacji? Wiedza z zakresu immunologii oraz biologii patogenów pozwala na stosowanie coraz bardziej wyrafinowanych metod ochrony naszego zdrowia przed czynnikami infekcyjnymi.

Szczepionki to produkty farmakologiczne zawierające jeden lub więcej czynników wywołujących reakcję układu immunologicznego. Czynniki te mogą występować w różnych formach biologicznych. Konwencjonalne metody chroniące przed ostrymi zakażeniami opierają się na naśladowaniu naturalnej infekcji, prowadząc do wytworzenia przeciwciał i komórek pamięci zanim organizm zetknie się z właściwym czynnikiem zakażającym. Stosuje się tu kilka rodzajów szczepionek. Szczepionki naturalne zawierają żywy, niepatogenny mikroorganizm, zapewniający ochronę przed innym patogenem. Takie podejście zastosowano do zwalczenia wirusa ospy prawdziwej przy użyciu niegroźnego dla człowieka wirusa ospy krowiej (przeciwciała skierowane przeciwko antygenom powierzchniowym wirusa krowianki neutralizowały także wirusy ospy prawdziwej). Szczepionki atenuowane zawierają żywy, lecz osłabiony patogen, którego zjadliwość obniżana jest przez kilkukrotne pasażowanie patogenu w hodowlach komórkowych lub zwierzętach (jak np. szczepionka Sabina przeciw polio). Szczepionki inaktywowane zawierają nieżywy patogen uszkadzany przy pomocy ciepła, promieniowania lub środków chemicznych, którego cząstki wciąż pozostają immunogenne.

Stosowanie tego rodzaju szczepionek niesie ze sobą pewne ryzyko związane z możliwością odtworzenia funkcjonalnego patogenu, wywołania niekorzystnych reakcji alergicznych lub też z niewystarczającą ochroną (wynikającą np. ze zmiany struktury patogenu). Na przeciw problemowi odtworzenia funkcjonalnego patogenu wychodzą szczepionki podjednostkowe wykorzystujące fakt, iż do wywołania reakcji immunologicznej wystarczą jedynie pewne elementy strukturalne patogenu lub np. inaktywowane toksyny. W skład tego rodzaju szczepionek wchodzą m. in. białka otoczki wirusów lub polisacharydy otoczek bakteryjnych.

Szczepionki rekombinowane, zwane też szczepionkami nowej generacji, uzyskiwane są przy pomocy metod inżynierii genetycznej.

Wyróżniamy wśród nich szczepionki delecyjne zawierające żywy rekombinowany patogen, uzyskany poprzez usunięcie genów odpowiedzialnych za wirulencję, ale niekoniecznych do namnożenia i przeżycia. Rekombinowany wirus w tym przypadku nie wywołuje choroby, jednak wciąż pozostaje immunogenny. Szczepionki wektorowe wykorzystują żywe niepatogenne wirusy lub bakterie, do których genomu włączono geny kodujące antygen chorobotwórczego mikroorganizmu. Takim wektorem wyrażającym obcy antygen jest np. wirus krowianki. Rekombinowane szczepionki podjednostkowe (składające się z białek lub glikoprotein) oraz szczepionki peptydowe (składające się z samych epitopów) uzyskiwane są w różnych systemach ekspresyjnych, takich jak systemy bakteryjne lub roślinne. Składają się one z oczyszczonych białek lub peptydów. Peptydy najczęściej połączone są z nośnikiem białkowym lub występują w postaci białek fuzyjnych, co chroni je przed strawieniem. Krótkie peptydy tworzące zidentyfikowany epitop mogą być także syntetyzowane na drodze chemicznej. Jedną z najnowocześniejszych form szczepionek są szczepionki DNA, zwane też plazmidowymi, kodujące peptydy eksprymowane bezpośrednio w komórkach zaszczepionego organizmu. Istnieją różne metody wprowadzania obcego DNA do komórek, takie jak elektroporacja in vivo DNA podanego domięśniowo lub wstrzeliwanie DNA do komórek skóry metodą „gene-gun”. Szczepionki DNA dają możliwość syntezy łańcuchów złożonych z szeregu różnych epitopów, które są zbyt długie, by uzyskać je na drodze syntetycznej.

Szczepionki rekombinowane dają możliwość ochrony tam, gdzie dotychczasowe metody okazywały się niewystarczające.

Dotyczy to szczególnie infekcji chronicznych takich jak zapalenie wątroby typu C czy zakażenie wirusem HIV, a także nowotworów. Podczas infekcji chronicznych wirus ewoluuje pod wpływem presji selekcyjnej układu immunologicznego gospodarza, przez co ilość epitopów nie jest optymalna do wywołania właściwej odpowiedzi; innymi słowy stężenie antygenu jest często zbyt niskie, by wystarczająco zmobilizować układ immunologiczny do zniszczenia intruza. Nowe podejście polegające na tworzeniu rekombinowanych antygenów wywołujących silniejszą odpowiedź immunologiczną nosi nazwę „wzmocnienia epitopu” (ang.epitope enhancement).

W naszym organizmie peptydowe epitopy związane z cząsteczkami MHC klasy I i II prezentowane są odpowiednio limfocytom T cytotoksycznym i pomocniczym. Istnieją co najmniej trzy strategie wykorzystujące zmodyfikowane sekwencje epitopów. Łańcuchy boczne modyfikuje się w taki sposób, aby wzmocnić ich oddziaływanie z cząsteczkami MHC i co za tym idzie, stymulację limfocytów T. Modyfikacje mogą także wpływać na siłę wiązania z receptorami limfocytów T, co wzmaga odpowiedź immunologiczną, jednocześnie dając przewagę komórkom stymulowanym peptydami modyfikowanymi w stosunku do stymulowanych dzikim typem peptydu. Trzecia możliwość to tworzenie chimerycznych peptydów zawierających sekwencje różnych szczepów patogenu, które wywołałyby krzyżową aktywację limfocytów T. Skuteczniejsze działanie szczepionek rekombinowanych można uzyskać również poprzez dodanie cytokin i cząsteczek ko-stymulujących wzmacniających odpowiedź immunologiczną.

W dążeniu do uzyskania szczepionki idealnej przyświecają takie cele jak: całkowita efektywność polegająca na ochronie przed różnymi odmianami patogenu nawet przy przedłużonym kontakcie, a także ochrona przed nosicielstwem, najlepiej na całe życie po pojedynczej dawce; bezpieczeństwo wykluczające odtworzenie funkcjonalnych form wirusa oraz minimalizujące skutki uboczne; stabilność, dzięki której właściwości szczepionki nie ulegną zmianie w czasie przechowywania oraz możliwość taniej i szeroko zakrojonej produkcji. Być może nowe osiągnięcia inżynierii genetycznej pozwolą uczynić kolejny krok naprzód w dziedzinie wakcynologii, a także pozwolą poszerzyć możliwości ochrony poza choroby infekcyjne.

Monika Kossakowska

Piśmiennictwo:

J. A. Berzofsky, J. D. Ahlers, I. M. Belyakov, Strategies for designing and optimizing new generaltion vaccines, „Nature Reviews. Immunology” (2005).

image_pdfimage_print
Podziel się ze znajomymi
Skocz do formularza

Komentarze 0

Nikt jeszcze nie skomentował tego wpisu, napisz coś!
  1. Dodaj komentarz
    (wymagany)
    (wymagany)
    (wymagany)

    Pola oznaczone znaczkiem W są obowiązkowe. Musisz wypełnić wszystkie pola wymagane, aby dodać komentarz.
    Twój adres email, który podasz nie zostanie opublikowany z Twoim komentarzem.

    W treści komentarza dozwolone są tagi XHTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

do góry