Jak działają szczepionki genetyczne na Covid-19?

W marcu 2020 Światowa Organizacja Zdrowia (ang. World Health Organization – WHO) ogłosiła, że choroba COVID-19, wywoływana przez koronawirusa 2 ciężkiego ostrego zespołu oddechowego (SARS-CoV-2), jest pandemią. Nie ma w tym momencie osoby na świecie, która nie odczułaby jej skutków chociaż w minimalnym stopniu. Przepełnione szpitale, utrata i zmniejszenie dostępności pracy, zamknięte przedsiębiorstwa czy granice – konsekwencji gospodarczych i społecznych jest mnóstwo, a cały świat będzie odrabiał straty jeszcze długo po zakończeniu pandemii. Konieczne więc było opracowanie skutecznej i bezpiecznej szczepionki w możliwie jak najkrótszym czasie. Tu jednak pojawiają się obawy społeczeństwa, które z jednej strony chciałoby wrócić do normalności sprzed pandemii, a z drugiej sceptycznie i z nieufnością podchodzi do nowopowstałych szczepionek przeciwko SARS-CoV-2. Wątpliwości podsycane są plotkami, komentarzami w Internecie, akcjami organizowanymi przez lobby antyszczepionkowców. W tym tekście postaram się wyjaśnić pokrótce technologie wykorzystane w produkcji szczepionek na COVID-19. 

Szczególne zainteresowanie wzbudzają szczepionki bazujące na RNA, ze względu na ich innowacyjność. Jest to technologia zastosowana w szczepionkach wyprodukowanych przez Pfizer/BioNTech oraz Modernę. RNA, czyli kwas rybonukleinowy, to związek biorący udział w syntezie białek u wszystkich organizmów żywych. Nie wnika do jądra komórkowego i nie integruje się z genomem komórki. Po syntezie białek jest łatwo metabolizowany i eliminowany przez naturalne mechanizmy komórkowe. Szczepionki RNA wywołują silną wrodzoną odpowiedź immunologiczną. Dostarczone RNA kieruje syntezą antygenów szczepionkowych w komórkach gospodarza. W przypadku szczepionki przeciwko SARS-Cov-2, wprowadzone RNA koduje fragment białka kolców obecnych na powierzchni wirusa, zwaną domeną wiążącą receptor (ang. receptor binding domaine – RBD). RNA otoczone jest lipidowymi nanocząsteczkami, co zapewnia lepsze wnikanie do komórek. W efekcie następuje synteza limfocytów T oraz przeciwciał neutralizujących, przez co nabierana jest odporność na wirusa. Szczepionki RNA są elastyczne pod kątem projektowania i ekspresji antygenów szczepionkowych, które mogą naśladować strukturę i ekspresję antygenu podczas naturalnej infekcji. 

Wiele sceptycznie nastawionych do szczepień osób przywołuje argument, że szczepionka Pfizera i Moderny opiera się na nieznanej, nowej technologii. W gruncie rzeczy jest inaczej. Pierwsze skuteczne zastosowanie RNA do syntezy białek na modelach zwierzęcych odnotowano na początku lat 90. Szczepienia RNA badano pod kątem szczepień przeciwko wirusowi Zika oraz Ebola. Cząsteczki RNA są badane pod kątem leczenia nowotworów i przynoszą obiecujące rezultaty zarówno w modelach zwierzęcych, jak i ludzkich. Istotnym problemem, nad którym warto się pochylić, jest poprawa stabilności materiałów bazujących na RNA. Jest to cząsteczka jednoniciowa, przez co łatwo ulega degradacji i wymaga bardzo niskich (około -70◦C) temperatur przechowywania. Utrudnia to przechowywanie i transport szczepionek, a w konsekwencji zwiększa koszt szczepionki. 

Drugą szczepionką dostępną w Polsce jest opracowana przez firmę Astra Zeneca, przy współpracy z Uniwersytetem Oksfordzkim. W tym przypadku jest wykorzystywana zupełnie inna technologia – szczepionek wektorowych, a w badaniach naukowcy opierali się na szczepionkach wykorzystanych do walki z wirusem MERS-CoV. Wektor, czyli nośnik, stanowi zmodyfikowany adenowirus szympansa. Nie jest to wirus ludzki, nie ma zdolności do replikacji w komórkach ludzkich i nie może przez to wywołać choroby. Koduje natomiast gen białka kolca SARS-CoV-2, czyli tego samego, co w szczepionkach RNA. Wprowadzony gen jest syntezowany w komórkach człowieka, co aktywuje odpowiedź immunologiczną, podobnie jak we wcześniej omawianym przypadku. W przeciwieństwie do szczepionek Pfizer/BioNTech, wystarczy jedna dawka do wykształcenia pełnej odporności. 

Obydwie szczepionki są opracowane na bazie metod, które były już stosowane i badane przez wirusologów. Testy z I i II fazy klinicznej dały na tyle zadowalające wyniki, że zdecydowano o przyspieszeniu procedur produkcji i wdrażania szczepionek na rynek. Priorytetem dla całego świata jest w tym momencie zakończenie pandemii. Jest to wyzwanie dla całego globu. Należy pamiętać o tym, że szczepienia są tak skonstruowane, że nie mają fizycznej ani biologicznej możliwości modyfikowania ludzkiego genomu. Powikłania i działania niepożądane mogą wystąpić po zastosowaniu każdego produktu leczniczego, nie tylko szczepień. Zaszczepienie się to obowiązek każdego człowieka, o ile nie ma ku temu przeciwwskazań. Jeśli chcemy dołożyć swoją cegiełkę do zahamowania pandemii koronawirusa, to przyjęcie szczepienia w pierwszym możliwym terminie jest najlepszym na to sposobem. Być może technologie opracowane w tej sytuacji, pozwolą na szybsze i bezpieczniejsze opracowanie szczepień na inne choroby zakaźne i zapobiegną rozwojowi pandemii w przyszłości.