Już pojedyncza dawka nowej szczepionki na COVID-19 wystarcza myszom

Na całym świecie pracownicy ochrony zdrowia i grupy wysokiego ryzyka zaczynają otrzymywać szczepionki przeciwko COVID-19. Jednak szczepionki te - dopuszczone do stosowania w nagłych wypadkach - wymagają dwóch dawek, aby były skuteczne, co może powodować problemy logistyczne.

Głównym celem szczepionek na COVID-19 jest białko kolca (białko S), niezbędne do wejścia wirusa SARS-CoV-2 do komórek. Obie szczepionki obecnie dopuszczone w USA to szczepionki mRNA, które powodują, że komórki ludzkie tymczasowo wytwarzają to białko, wyzwalając odpowiedź immunologiczną i produkcję przeciwciał.

Prof. Peter Kim i jego współpracownicy ze Stanford University pracowali wcześniej nad szczepionkami przeciwko wirusom HIV, eboli i grypy. W obliczu pandemii postanowili wypróbować nowe podejście: szczepionkę składającą się z wielu kopii białka kolca, prezentowanego na nanocząsteczkach ferrytyny. Ferrytyna to białko magazynujące żelazo występujące w wielu organizmach, które samoorganizuje się w większe nanocząsteczki. Inne białka, takie jak antygeny wirusowe, mogą być połączone z ferrytyną - dzięki temu każda nanocząsteczka prezentuje kilka kopii białka, co może wywołać silniejszą odpowiedź immunologiczną niż pojedyncza kopia.

Naukowcy połączyli ze sobą DNA białka kolca i ferrytyny, a następnie dokonali ekspresji białka hybrydowego w hodowanych komórkach ssaków. Ferrytyna samoorganizowała się w nanocząstki, z których każda zawiera osiem kopii trimeru białka kolca. Zespół oczyścił kompleksy białka kolca oraz ferrytyny i wstrzyknął je myszom. Po pojedynczej immunizacji myszy wytwarzały miana przeciwciał neutralizujących co najmniej dwa razy wyższe niż te w osoczu osób, które wyzdrowiały z COVID-19, i znacznie wyższe niż u myszy immunizowanych samym białkiem kolca.

Druga immunizacja 21 dni później dała jeszcze wyższe poziomy przeciwciał. Chociaż wyniki te muszą zostać potwierdzone w badaniach klinicznych na ludziach - autorzy badania sugerują, że nanocząsteczki kolca/ferrytyny mogą być realną strategią szczepienia pojedynczą dawki przeciwko COVID-1.

Szczepionki nanocząsteczkowe przypominają pod względem skuteczności szczepionki na bazie wirusów, jeśli zaś chodzi o bezpieczeństwo i łatwość produkcji - szczepionki podjednostkowe. Szczepionki wykorzystujące całe unieczynnione wirusy są często skuteczniejsze, niż szczepionki zawierające tylko ich izolowane części. Jednak ich wyprodukowanie może zająć więcej czasu, muszą być przechowywane w lodówce i częściej powodują skutki uboczne.

Szczepionki z kwasem nukleinowym - takie jak szczepionki mRNA Pfizera i Moderny, niedawno dopuszczone do użytku w nagłych wypadkach przez FDA - są jeszcze szybsze w produkcji, niż szczepionki nanocząsteczkowe, ale ich wytwarzanie jest kosztowne i mogą wymagać wielokrotnych dawek. Wstępne testy na myszach sugerują, że szczepionka nanocząsteczkowa Stanford może wywołać odporność na COVID-19 już po jednej dawce.

Zdaniem twórców szczepionki jej główne zalety to - oprócz pojedynczej dawki - brak dużych wymagań dotyczących transportu i przechowywania oraz potencjalnie niska cena. Być może uda się nawet uzyskać liofilizowaną szczepionkę w postaci proszku – niemal równie łatwą w użyciu, jak chińska zupka. Powinna się sprawdzić zwłaszcza w krajach o średnich i niskich dochodach.

Jeśli jednak nie uda się zakończyć prac nad nową szczepionką przed końcem pandemii, jej twórcy chcieliby się zająć szczepionką uniwersalną, uodparniającą zarówno przeciwko znanym już wirusom SARS-CoV-1, MERS i SARS-CoV-2, jak i innym potencjalnie groźnym, a nieznanym jeszcze koronawirusom. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ zan/