Podczas pandemii COVID-19 wzrosło zainteresowanie tematem szczepionek, w tym także szczepionek wektorowych. Czym są szczepionki wektorowe? Jak działają i czy są bezpieczne? Dowiedz się z poniższego artykułu!
Szczepionka wektorowa – mechanizm
Wirusy i bakterie różni od siebie niemal wszystko z wyjątkiem tego, że zarówno jedno jak i drugie jest zdolne do wywoływania choroby. Dzieje się to jednak w odmiennych mechanizmach. Bakterie to żywe organizmy jednokomórkowe, dla których ciało człowieka jest idealnym środowiskiem do życia i namnażania. Wirusy zaś, to tzw. bezkomórkowe czynniki zakaźne. Bezkomórkowe, a więc nieożywione. Do ich powielania się niezbędny jest udział żywej komórki organizmu, który infekują. Dostarczając takiej komórce instrukcji, patogeny te zmuszają ją do produkcji elementów ich budowy. Ten mechanizm został wykorzystany m.in. w badaniach nad terapią chorób genetycznych, nowotworów, a także w szczepionkach.
Co to jest szczepionka wektorowa?
Szczepionki wektorowe zostały dopuszczone do użycia w walce przeciwko wirusom powodującym Covid-19 oraz gorączkę krwotoczną (wirus Ebola). Toczą się również badania mające na calu wynalezienie podobnego preparatu przeciw wirusowi HIV. Tradycyjne szczepionki, z jakimi mieliśmy do czynienia przez dziesięciolecia, zawierają w swoim składzie żywy lub martwy wirus lub bakterię. Niektóre preparaty zamiast całego patogenu zawierają jego fragment, np. wyselekcjonowane białko. Tyle wystarczy, aby wzbudzić odporność. Szczepionki wektorowe zamiast całego chorobotwórczego wirusa lub jego fragmentu zawierają inny wirus, tzw. wektor, czyli z definicji: cząsteczkę zdolną do przenoszenia materiału biologicznego. W tym przypadku jest to materiał genetyczny wirusa odpowiedzialnego np. za Covid-19.
Jeśli chcesz się dowiedzieć informacji na temat szczepionek m-RNA, przeczytaj nasz poprzedni artykuł!
Jak działa szczepionka wektorowa?
Jako wektor najczęściej używane są wirusy przeziębienia, czyli adenowirusy. Tak oto preparat Astra Zeneca używa zmodyfikowanego adenowirusa powodującego przeziębienie u szympansów, Sputnik V ma w swoim składzie adenowirusa 26 (dla pierwszej dawki) i 5 (dla drugiej dawki), a szczepionka J&J używa tylko serotypu 26. Wirusy te są zdolne do infekowania ludzkich komórek i namnażania się w nich.
Z tego względu do ich materiału genetycznego dodano gen kodujący antygen wirusa SARS-CoV-2. Dostaje się on do wnętrza komórki gospodarza i uwolniony z wirusowej otoczki przenika do cytoplazmy. Jest to swojego rodzaju instrukcja budowy białka wirusowego. Na jej podstawie nasz organizm sam zsyntetyzuje proteinę kolca wirusowego. Wybrano taką cząsteczkę białka, która jest na tyle stabilna podczas mutacji zachodzących w przebiegu pojawiania się nowych szczepów, aby wywołana immunizacja zapewniała nam ochronę przeciw wielu odmianom danego wirusa. Innymi słowy, jest to białko, które powinny posiadać wszystkie powstające szczepy. Nasz organizm rozpoznając je ponownie, będzie w stanie zareagować szybciej i silniej, zwalczając infekcję w zarodku.
Jakie są zalety szczepionek wektorowych?
Skoro do tej pory używaliśmy szczepionek o tradycyjnym mechanizmie działania, można się zastanowić, dlaczego szukamy alternatyw?
Preparaty wektorowe, oprócz wywoływania odpowiedzi odporności humoralnej, pobudzają też odpowiedź komórkową. Odporność humoralna opiera się głównie na działaniu przeciwciał, które opłaszczają patogen ułatwiając jego eliminację. Odporność komórkowa odpowiada zaś za eliminację już zakażonych komórek, tym samym nie pozwalając wirusom dalej się w nich namnażać. Dzięki pobudzeniu obu powyższych mechanizmów szczepionki wektorowe zapewniają lepszą skuteczność niż preparaty klasyczne. Oprócz tego odpowiedź jest dodatkowo wzmacniana dzięki naśladowaniu prawdziwej infekcji. Wniknięcie patogenu do komórki i uwolnienie materiału genetycznego pobudzają komórki do wytwarzania licznych cytokin, czyli substancji chemicznych dodatkowo wzmacniających odpowiedź zapalną organizmu.
Jakie są wady szczepionek wektorowych?
Minusem opisanych preparatów może być obniżenie ich skuteczności u osób zakażonych wcześniej wirusem – wektorem. Jeśli nasz organizm jest odporny na wektor, on sam nie będzie w stanie zainfekować wystarczającej ilości komórek do wytworzenia białka, na którym nam zależy – białka kolca wirusa SARS-CoV-2. Jeśli białka będzie za mało, reakcja białych krwinek nie będzie tak intensywna jak byśmy oczekiwali i w przyszłości ochrona poszczepienna może się okazać niewystarczająca. Dlatego dobór odpowiedniego wektora jest tak ważny. Musi to być wirus, który nie jest obecny w naszym środowisku na tyle często, aby znacząca część społeczeństwa była odporna na jego działanie.
Dodatkowym minusem są koszty produkcji i jej skomplikowanie. Proces ten w dużej mierze opiera się na inżynierii genetycznej, biotechnologii i biochemii, co generuje koszty.
Kiedy do naszego organizmu ze środowiska przeniknie patogen, nasz układ odpornościowy rozpozna białko, na które został wcześniej uczulony. Dzięki temu będzie w stanie zareagować szybko, swoiście atakując intruza i zapobiegając rozwinięciu się choroby.
Pandemia Covid-19 pokazała nam, jak ważne jest dalsze prowadzenie badań w zakresie rozwoju technologii szczepionek wektorowych i szczepionek mRNA. Ich skuteczność i profil bezpieczeństwa zachęcają do poszukiwań preparatów zwalczających inne popularne choroby, oraz te, na które nie udało się opracować szczepionek klasycznych. W najbliższych latach na pewno usłyszymy o postępach nauki prowadzących w kierunku produkcji takich preparatów.
Jeśli chcesz dowiedzieć się, która ze szczepionek jest lepsza, m-RNA czy wektorowa, przeczytaj nasze porównanie!
