Szczepionka odporna na przyszłość
Głównym problemem w uzyskaniu skutecznej szczepionki bywa niska odpowiedź immunologiczna na antygen, którym jest zwykle białko zewnętrzne wirusa, czy innego zarazka. W przypadku SARS-CoV-2 mieliśmy sporo szczęścia, gdyż jego białka kolca – S (ang. Spike) – indukuje zupełnie niezłą reakcję. A dokładniej, działa tak szczytowa część tego białka zwaną domeną RBD (ang. Receptor-Binding Domain). To ona bezpośrednio styka się z białkiem ACE2 komórek ludzkich, dzięki czemu wirus może wniknąć do wnętrza komórki i spowodować infekcję. Właśnie ten fragment białka S stosuje się w szczepionkach – zarówno tych opartych na RNA, które pozwala na syntezę domeny RBD białka wirusowego w komórkach ludzkich, jak i tzw. antygenowych, zawierających oczyszczone białko RBD.
Tyle że mutujący cały czas wirus zmienia skład aminokwasowy i konformację trójwymiarową domeny RBD. Robi to po to, by jeszcze lepiej niż poprzednie warianty łączyć się z ludzkim białkiem ACE2, a tym samy zwiększać wydajność zakażeń. W efekcie wraz z upływem czasu białka stosowane w szczepionkach zaczynają coraz bardziej różnić się od domeny RBD obecnej u nowych postaci wirusa. Im ich więcej, tym bardziej rośnie prawdopodobieństwo, że kolejny będzie umykał odporności uzyskanej przez szczepienia lub przechorowanie COVID-19 w wyniku zakażenie poprzednimi wariantami.
Po opanowaniu świata przez omikron zaczęto więc myśleć o zabezpieczeniach specyficznych właśnie dla tej odmiany SARS-CoV-2. Pfizer i Moderna zaczęły w styczniu prace nad szczepionkami, w których użyto zmienionej domeny RBD. Ta nowa generacja preparatów nie wykazała jednak w badaniach na zwierzętach przewagi nad pierwotnymi. Dlatego najpewniej obie firmy wstrzymają dalsze działania.
I tu wkracza ekipa naukowa prof. Rudolfa Valenty – Rosjanina pracującego w Wiedniu – z pomysłem radykalnego zwiększenia odpowiedzi immunologicznej. Naukowcy połączyli dwie domeny RDB wirusa SARS-CoV-2 z bialkiem PreS pochodzącym od ludzkiego wirusa zapalenia wątroby typu B (HBV), a więc stworzyli sztuczne białko, tzw. fuzyjne (RBD-PreS-RBD). Taki sztuczny antygen zastosowany w szczepionce wywołuje bardzo mocną odpowiedź immunologiczną. Efekt okazał się bardzo podobny tak u królików, jak i u ludzi.
Białko fuzyjne RBD-PreS-RBD wywołuje bardzo silną odpowiedź immunologiczną przeciwko SARS-CoV-2. Co więcej: skutecznie chroni przed zakażeniem. Immunoglobuliny zaindukowane podaniem tej szczepionki występują bowiem w bardzo dużych ilościach na powierzchni błon śluzowych i w płynach je omywających (ślina, łzy) nie dopuszczając do połączenie RBD z receptorem ACE2. Wykazano też, że szczepionka ta wywołuje długotrwałą pamięć immunologiczną ze strony limfocytów typu T i B (innymi słowy efekt ochronny wywoływany przez te szczepionkę powinien utrzymywać się przez długi czas). W dodatku okazało się, że domena RBD z różnych wariantów genetycznych SARSCoV-2 zastosowana w białku fuzyjnym z PreS dawała bardzo podobne efekty ochronne. Stąd wniosek, że szczepionka ta będzie skuteczna również przeciwko przyszłym postaciom genetycznym SARS-CoV-2.
Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym „Allergy”.