Vedci vyvinuli prelomovú nosovú vakcínu. Experiment ukázal ochranu pred viacerými vírusmi, baktériami aj alergénmi
Experimentálna vakcína podávaná ako nosový sprej dokázala u myší ochrániť pľúca pred vírusmi, baktériami aj alergénmi. Vedci hovoria o novom prístupe, ktorý posilňuje obranu priamo v dýchacích cestách a znižuje množstvo vírusu v pľúcach až 700-krát.
Väčšina vakcín je presná ako sniper. Sú navrhnuté tak, aby chránili proti jednému konkrétnemu vírusu alebo baktérii. Keď sa patogén zmení alebo objaví nový, musí vzniknúť nová vakcína. Vedci teraz skúšajú ale úplne iný prístup. V štúdii publikovanej v prestížnom časopise Science testovali vakcínu, ktorá by namiesto jedného cieľa mohla posilniť obranu pľúc proti celej skupine respiračných hrozieb.
Experiment zatiaľ prebehol len na myšiach. Výsledky však zaujali aj samotných vedcov. Zvieratá dokázali lepšie odolať viacerým vírusom, baktériám aj alergénom.
Výskumníci pritom nepoužili klasickú injekciu. Testovali vakcínu s označením GLA-3M-052-LS+OVA, ktorá sa podáva ako nosový sprej. To nie je náhoda. Väčšina respiračných infekcií totiž začína práve v dýchacích cestách. Ak sa imunitná obrana posilní priamo v nose a pľúcach, telo môže reagovať skôr, než sa infekcia stihne rozšíriť, píše server med.stanford.edu.
Vakcíny fungujú už viac než 200 rokov rovnako
Od čias anglického lekára Edwarda Jennera na konci 18. storočia fungujú vakcíny na rovnakom princípe. Telo dostane neškodnú verziu patogénu alebo jeho časť. Imunitný systém si ju zapamätá a pri skutočnej infekcii reaguje rýchlo.
Tento princíp sa nazýva antigénová špecificita. Vakcína napodobňuje konkrétnu molekulu vírusu alebo baktérie, napríklad spike proteín koronavírusu.
Neprehliadni
Má to však slabinu. Patogény sa menia. Vírusy mutujú a objavujú sa nové varianty. Preto napríklad existuje nová vakcína proti chrípke takmer každý rok.
Vedci sa preto roky snažia vyvinúť tzv. univerzálnu vakcínu. Väčšina takýchto projektov však cieli len na jednu rodinu vírusov, napríklad všetky typy chrípky. Nová experimentálna vakcína ide ešte o krok ďalej. Snaží sa posilniť obranu pľúc tak, aby dokázala reagovať na vírusy, baktérie aj alergény.
Imunitný systém má dve armády
Ľudský imunitný systém má dve hlavné časti. Prvou je adaptívna imunita. Tá vytvára špecializované protilátky a T bunky, ktoré presne rozpoznajú konkrétny patogén. Druhou je vrodená imunita. Tá reaguje okamžite a útočí na všetko, čo vyzerá ako mikrób. Je univerzálnejšia, no zvyčajne trvá len niekoľko dní. Nová vakcína sa snaží tieto dve časti prepojiť.
Obsahuje molekuly, ktoré aktivujú tzv. Toll-like receptory (TLR4 a TLR7/8). Ide o senzory, ktoré imunitný systém používa na rozpoznanie infekcie.
Vakcína zároveň obsahuje modelový antigén nazývaný ovalbumín. Ten pomáha priviesť do pľúc T bunky, ktoré udržiavajú obranný systém aktívny.
Vedci dokázali „prebudiť“ imunitnú obranu priamo v pľúcach
Kľúčovú úlohu zohrávajú bunky nazývané alveolárne makrofágy. Ide o imunitné bunky, ktoré žijú priamo v pľúcach. Predstav si ich ako upratovaciu službu imunitného systému. Neustále „hliadkujú“ v pľúcnych mechúrikoch a keď narazia na vírus, baktériu alebo inú podozrivú časticu, dokážu ju pohltiť a zároveň upozorniť zvyšok imunitného systému.
Po očkovaní sa tieto bunky dostali do stavu zvýšenej pripravenosti. Pamäťové T bunky ich doslova „preprogramovali“, aby reagovali rýchlejšie a efektívnejšie než zvyčajne. Makrofágy tak nielen pohlcujú patogény, ale zároveň rýchlejšie spúšťajú ďalšie obranné reakcie.
Výsledkom je obranný režim, v ktorom sú pľúca pripravené reagovať takmer okamžite. Keď sa objaví vírus alebo baktéria, imunitný systém zasiahne ešte skôr, než sa patogén stihne výraznejšie rozmnožiť.
Vírus v pľúcach klesol 700-krát
Výsledky experimentu boli pomerne výrazné. Myši, ktoré dostali tri dávky vakcíny, dokázali lepšie odolať viacerým respiračným patogénom. Inými slovami, ich organizmus bol pripravený reagovať rýchlejšie a infekcia sa v pľúcach nedokázala rozbehnúť tak agresívne ako u neočkovaných zvierat.
Vedci testovali vakcínu proti rôznym typom hrozieb. Patril medzi ne napríklad vírus SARS-CoV-2, ktorý spôsobuje COVID-19, ale aj príbuzné koronavírusy ako SARS alebo experimentálny koronavírus SCH014.
Zaujímavé však je, že ochrana sa neobjavila len pri vírusoch. Vakcína fungovala aj proti baktériám Staphylococcus aureus a Acinetobacter baumannii. Ide o mikróby, ktoré často spôsobujú infekcie v nemocniciach a môžu vyvolať napríklad zápal pľúc alebo infekcie rán. Niektoré ich kmene sú navyše odolné voči antibiotikám.
Vedci zároveň merali, koľko vírusu sa nachádzalo v pľúcach zvierat. U vakcinovaných myší bolo množstvo vírusu až 700-krát nižšie než u neočkovaných. Pre predstavu: ak by mali neočkované myši v pľúcach napríklad 700 vírusových častíc, u očkovaných by ich bolo približne len jedna.
Takýto rozdiel je v medicíne veľmi významný. Nižšia vírusová nálož totiž znamená menšie poškodenie pľúc, miernejší priebeh ochorenia a výrazne vyššiu šancu, že organizmus infekciu zvládne.
Imunitná reakcia prišla za tri dni
Ďalším prekvapením bola rýchlosť imunitnej reakcie. Pri väčšine infekcií totiž telo potrebuje určitý čas, kým sa plne rozbehne obrana. Vírus sa medzitým stihne rozmnožiť a práve vtedy sa začínajú objavovať príznaky ochorenia.
U vakcinovaných myší sa však špecifická obranná reakcia spustila už za približne tri dni. Bežne trvá adaptívnej imunite približne dva týždne, kým začne vo väčšom množstve vytvárať protilátky a špecializované T bunky, ktoré presne rozpoznajú konkrétny vírus.
Vedci hovoria o akomsi dvojitom mechanizme obrany. Najprv zasiahne vrodená imunita, ktorá okamžite spomalí šírenie vírusu v pľúcach. Vďaka tomu sa patogén nestihne rýchlo rozmnožiť. Keď potom nastúpi adaptívna imunita, reaguje už výrazne rýchlejšie než zvyčajne a infekciu dokáže potlačiť skôr, než spôsobí vážne poškodenie tkaniva.
Vakcína znížila aj alergickú reakciu v pľúcach
Vedci testovali vakcínu aj proti alergénom. Myši vystavili proteínu z roztočov domáceho prachu, ktorý často spúšťa astmu. Ide o situáciu, keď imunitný systém reaguje prehnane na bežnú látku a v dýchacích cestách vzniká zápal.
Neočekované zvieratá mali silnú alergickú reakciu a v dýchacích cestách sa im tvoril hlien. Vakcinované myši však mali pľúca oveľa čistejšie a reakcia bola slabšia. Ochranný efekt trval približne tri mesiace.
Najväčšia otázka: bude to fungovať aj u ľudí?
Zatiaľ však treba zostať pri zemi. Experiment prebehol len na myšiach a imunitný systém človeka je podstatne zložitejší. Mnohé nápady, ktoré fungujú v laboratóriu na zvieratách, sa napokon u ľudí nepotvrdia.
Vedci preto plánujú prvé klinické skúšky. Tie majú ukázať najmä dve veci: či je vakcína bezpečná a či dokáže podobný efekt vyvolať aj v ľudských pľúcach.
Ak by sa to podarilo, mohlo by to výrazne zmeniť spôsob, akým sa chránime pred infekciami dýchacích ciest. Namiesto viacerých vakcín proti jednotlivým chorobám by stačil jeden nosový sprej, ktorý by posilnil obranu pľúc na celé obdobie respiračných infekcií.
Samotní výskumníci hovoria, že pri optimistickom scenári by sa podobná vakcína mohla objaviť približne o päť až sedem rokov. Či sa z tejto myšlienky naozaj stane niečo, čo zmení medicínu, však ukážu až najbližšie klinické štúdie.
