Lepsze od szczepionek. VIP ochroni cię przed wirusami

W odróżnieniu od szczepionek, które wprowadzają do organizmu antygeny, mające wywołać odpowiednią reakcję immunologiczną, metoda nazwana kierowaną immunoprofilaktyką (vectored immunoprophylaxis - VIP) preferuje nieco inne podejście. Dzięki VIP do organizmu jest dostarczany zestaw instrukcji sterujących produkcją specyficznych przeciwciał neutralizujących konkretną chorobę. Technikę przebadano pod kątem efektywności w leczeniu wirusa HIV, ale okazała się ona tak skuteczna, że postanowiono rozszerzyć jej zastosowanie na inne choroby zakaźne, m.in. grypę, malarię czy WZW typu C.

Technikę VIP opracował w 2011 r. zespół badawczy z California Institute of Technology (Caltech) pod kierownictwem laureata nagrody Nobla, Davida Baltimore'a. Teraz udowodniono, że metoda pierwotnie neutralizująca aktywność wirusa HIV u myszy, jest skuteczna także w przypadku innych chorób.

- Ogromnie cieszy nas, że technika VIP może mieć potencjalnie szerokie zastosowanie dla najpoważniejszych chorób, szczególnie tych pojawiających się w krajach mniej rozwiniętych - powiedział Baltimore.

Kluczem do skuteczności techniki VIP jest identyfikacja jednego lub większej liczby przeciwciał, które w badaniach in vitro zapobiegają infekcji konkretnego patogenu. Następnym krokiem jest umieszczenie genów kodujących te przeciwciała w wirusach towarzyszących adenowirusom (AAV). Są to małe, nieszkodliwe wirusy, które są użyteczne w terapii genowej. Po wstrzyknięciu takiego konstruktu do organizmu pacjenta (domięśniowo), AAV zaczyna instruować go do wytwarzania określonych przeciwciał. W ten sposób otrzymujemy kompletną ochronę przed danym patogenem.

Początkowo technika VIP miała dostarczyć do organizmu myszy klarowne informacje, jak poradzić sobie z zakażeniem wirusem HIV. Przez pierwsze lata z Baltimorem pracował Alejandro Balazs, pracujący w MIT.

- Spodziewaliśmy się, że tak niewielkie dawki przeciwciał mogą ochronić myszy, ale nic się nie stało nawet, gdy zwiększyliśmy je 100 razy. Ekspozycja na patogen u zwierząt laboratoryjnych była wtedy znacznie wyższa niż taka, którą człowiek mógłby wytrzymać - powiedział Alejandro Balazs, obecnie pracujący w MIT, niegdyś prawa ręka Baltimore'a.

Teraz zespół Baltimore'a współpracuje z Vaccine Research Center z National Institutes of Health w celu stworzenia szczepionki chroniącej przed grypą typu A. Jest to konieczne, bo pomimo istnienia powszechnie stosowanych szczepionek, co roku w USA umiera ponad 20 tys. osób z powodu sezonowych epidemii grypy. Dzieje się tak, gdyż wirus grypy bardzo szybko mutuje, a przez to istnieje wiele różnych odmian grypy A (choćby H1N1 czy H3N2), każda o innej kombinacji białek hemaglutyniny i neuraminidazy. Dlatego ubiegłoroczna szczepionka nie działa na tegoroczny szczep grypy.

Jakiś czas temu naukowcy zidentyfikowali nową klasę przeciwciał przeciwgrypowych, które są w stanie zapobiec infekcji wielu szczepom wirusa jednocześnie. Podczas gdy tradycyjne przeciwciała łączą się z głową wirusa, te nowo odkryte skupiają się szypułce, na której głowa jest utrzymywana. Głowa wirusa jest bardzo elastyczna - nawet gdy dochodzi do mutacji, całość może pozostać funkcjonalna. Szypułka musi pozostać jednak cały czas taka sama, więc wszelkie zmiany w jej obrębie mogą doprowadzić do zniszczenia patogenu. W 2013 r. grupa Baltimore'a umieściła geny kodujące te innowacyjne przeciwciała w AAV, a następnie preparat podała myszom zakażonym różnymi szczepami grypy H1, H2 i H5. Szczepionka okazała się skuteczna.

Odporności nabyły także gryzonie z nieprawidłowo funkcjonującym układem immunologicznym. To ważne spostrzeżenie, bo większość spowodowanych przez grypę zgonów ma miejsce u osób starszych oraz z obniżoną odpornością.

- Pokazaliśmy, że możemy całkowicie ochronić myszy przed grypą za pomocą przeciwciał, które nie muszą zmieniać się co roku. Musimy jednak pamiętać, że nasze badania nie były przeprowadzone na ludziach, więc nie wiadomo dokładnie, czy metodę VIP można wykorzystać do produkcji przeciwciał w naszych organizmach. Mamy nadzieję, że tak, bo VIP może zapewnić stuprocentową ochronę przed patogenami, nawet najbardziej wrażliwych pacjentów - powiedział Baltimore.

Niedawno uczeni z Caltech podjęli próbę wykorzystania techniki VIP do zwalczania malarii, gruźlicy i WZW typu C. Badania przeprowadzone we współpracy z naukowcami z PNAS udowodniły, że aż 70 proc. myszy, które miały wstrzyknięte przeciwciała procedurą VIP, były chronione przed zakażeniem malarią przez Plasmodium falciparum, pasożyta, który przenosi najbardziej letalny typ choroby. Gryzonie miały szczególnie wysoki poziom przeciwciał zwalczających pasożyta wywołującego malarię. Immunizacja w tym przypadku okazała się stuprocentowo skuteczna.

- Warto zaznaczyć, że uzyskaliśmy tylko przeciwciała pierwszej generacji. Teraz możemy spróbować wytworzyć dużo lepsze przeciwciała i jestem przekonany, że w tej materii malaria nie ma szans - wyjaśnił Baltimore.

Niedawno grupa naukowców z Rockefeller University wykazała, że trzy przeciwciała walczące z WZW typu C, dostarczone za pomocą techniki VIP, były w stanie zapewnić skuteczną ochronę myszy przed wirusem. Co ciekawe, zabieg był w stanie usunąć wirusa z organizmów zwierząt, które zostały zainfekowane wcześniej.

Dodatkowo, technika VIP może być skuteczna w walce z ciężką chorobą zakaźną, jaką jest gruźlica.

- Kiedy rozpoczynaliśmy badania, wyobrażaliśmy sobie, że technika VIP może być wykorzystana do walki z wirusami innymi niż HIV. To ekscytujące, móc zobaczyć inne grupy naukowców przejmujące naszą procedurę. Jeżeli uda nam się uzyskać pozytywne wyniki badań klinicznych z wirusem HIV, to naprawdę zachęci ludzi do myślenia o wykorzystaniu VIP do leczenia innych chorób - podsumował Baltimore.

Jeżeli okaże się, że technika VIP faktycznie zapewnia skuteczną ochronę przed wirusami HIV, malarią, WZW C i gruźlicą u ludzi, możemy być świadkami największego przełomu współczesnej medycyny.