ZDRAVIE A VEDA
Mechanizmy, výhody a nevýhody vakcín objektívne
Ako vakcíny proti Covid-19 fungujú, aké sú medzi nimi rozdiely a sú bezpečné?
Eva Holúbková
Chemický inžinier | Slovensko
„Očkovanie proti Covidu“ – Samotné očkovanie je rýchle, takmer bezbolestné a v drvivej väčšine bez nepriaznivých vedľajších účinkov. Fotografia je ilustračná.
Za posledných 100 rokov vakcíny výrazne ovplyvnili dĺžku a kvalitu života, nižšiu prevalenciu či dokonca eradikáciu určitých nebezpečných infekčných chorôb, vakcinácia zachraňuje tisícky životov ročne, udržuje kolektívnu imunitu a v neposlednom rade zabraňuje ekonomickým stratám.
V roku 2019 vzniklo v čínskom Wu-chane nové ochorenie COVID-19, ktoré zapríčiňuje koronavírus SARS-CoV-2. V rámci stratégie prevencie voči COVID-19 bolo objavené množstvo potenciálne účinných látok, momentálne je približne 200 kandidátov na vakcínu, z toho zopár vakcín už prešlo klinickými testami a započala sa tak globálna vakcinácia.
SARS-CoV-2 a jeho slabá stránka
Vírus SARS-CoV-2 patri medzi jednoreťazcové RNA vírusy. Prostredníctvom svojho Spike glykoproteínu S sa viaže na ľudský receptor ACE 2 (enzým konvertujúci angiotenzín 2) a tým vstupuje do bunky. A práve pochopenie kritického významu S proteínu pre COVID-19 a jeho vstup do bunky odhalilo „Achillovu pätu“ vírusu. Preteky o vývoj vakcín sa mohli začať.
Vakcíny – prehľad
Vakcíny majú za úlohu stimulovať imunitný systém a vytvoriť pamäťové bunky. Na to, aby bola vakcína úspešná, je potrebné, aby vytvorila protilátky proti SARS-CoV-2 a zároveň minimalizovala nežiadúce účinky, medzi ktoré patrí napríklad takzvaná cytokínová búrka alebo vznik virálnych mutácií.
K dnešnému dňu poznáme viacero typov vakcín proti COVID-19, ktoré sa líšia platformou, patria tu vakcíny na báze:
• inaktivovaného vírusu (Sinovac)
• živého oslabeného vírusu (Institute Pasteur)
• RNA (Moderna, BioNTech/Pfizer, Curevac)
• DNA (Inovio Pharm.)
• proteínových častíc (Janssen Pharm., Sanofi a GSK)
• virálneho vektora (University of Oxford/AstraZeneca, Gamaleya Research Institute)
Európska únia schvaľuje vakcíny prostredníctvom nezávislej Európskej agentúry pre lieky (EMA). Tá do dnešného dňa schválila pre EÚ tri vakcíny, a to od spoločností Moderna, BioNTech/Pfizer a University of Oxford/AstraZeneca.
„Vakcína na koronavírus“ – Momentálne je približne 200 kandidátov na vakcínu, z toho zopár vakcín už prešlo klinickými testami a započala sa tak globálna vakcinácia. Fotografia je ilustračná.
Princíp pôsobenia, výhody, nevýhody rôznych typov vakcín
Živé oslabené/ inaktivované vírusy
Najbežnejší spôsob vakcinácie, s akým sa často stretávame a má vysokú imunitnú odpoveď, je vakcinácia živými-oslabenými alebo inaktivovanými vírusmi. Tie nie sú schopné vyvolať ochorenie, iba navodiť imunitnú odpoveď.
Aj keď je to efektívny spôsob, je tu riziko vzniku mutácií, hlavne pri živých-oslabených vírusoch. Inaktivované vírusy sa používajú napríklad pri očkovaní proti detskej obrne, hepatitíde A a chrípke.
RNA vakcíny
RNA vakcíny sú sľubnou alternatívou proteínových a vírusových vakcín, prezentujú sa bezpečnosťou, vysokou imunitnou odpoveďou a nízkonákladovou produkciou. RNA z vakcíny je potrebné dopraviť do cytoplazmy hostiteľskej bunky, aby mohlo dôjsť k translácii na cieľový antigénový proteín.
Nevýhodou je skladovanie látky pri nízkych teplotách (pri vakcíne Pfizer/BioNTech je to -70 °C) a otázna je i bezpečnosť pri imunokompromitovaných osobách, deťoch, tehotných a dojčiacich ženách.
DNA vakcíny
Princípom je dopravenie DNA do jadra hostiteľskej bunky, kde prebieha transkripcia na mRNA, a potom následne opäť v cytoplazme bunky (tak ako pri vakcíne na báze mRNA) translácia z mRNA na cieľový antigénový proteín.
Nevýhodou je teda mutácia a integrácia do hostiteľského genómu. DNA vakcíny sa dajú veľmi ľahko vyrobiť vo veľkých množstvách, sú schopné stimulovať dlhodobú imunitu, sú však nutné opakované podania dávky a použitie adjuvans (najčastejšie hliník), ktorý zosilňuje imunitnú odpoveď. Vakcíny sú stabilné a nevyžadujú skladovanie pri nízkych teplotách.
Proteínové subčastice
Vakcíny na báze proteínu/ nejakej jeho časti neobsahujú len genetickú informáciu v podobe mRNA alebo DNA, ale obsahujú celý proteín koronavírusu SARS-CoV-2, alebo jeho časť.
Výhodou je relatívne vysoká imunitná odpoveď, nevýhodou zložitejšia produkcia, teda aj vyššia cena, nutné užitie opakovanej dávky a použitie adjuvans.
Vakcína na báze virálneho vektora
Adenovírusové vektory sú najviac využívané nosiče genetického materiálu v génovej terapii. V tomto konkrétnom prípade vakcína obsahuje vírus, ktorý je určený na prenos genetickej informácie koronavírusu SARS-CoV-2. Dochádza k napodobeniu reálnej infekcie a k silnej imunitnej odpovedi.
Výhody sú rýchla produkcia a teda nižšia cena, žiadne adjuvans.
Nevýhodou je, že jedinec už môže mať protilátky proti adenovírusu, preto sa ako alternatíva, napríklad vo vakcíne od spoločnosti AstraZeneca, použil adenovírus šimpanzieho pôvodu, ktorý by mal mať nízku prevalenciu u ľudí.
Na záver…
Každá vakcína má svoje klady a zápory. Podľa štandardnej paradigmy vývoja vakcín trvá tento proces 10-15 rokov, prekrytím preklinických a klinických štúdií do paralelných procesov sa dosiahlo schválenie vakcín za jeden až dva roky.
Chýbajú teda údaje napríklad o dĺžke účinnosti jednotlivých vakcín, presnej kvalite imunitnej odpovede.
Navyše, vakcíny boli študované izolovane a je teda ťažké priamo porovnať ich účinnosť.
Globálna imunizácia pravdepodobne nebude realitou, kým sa nezískajú potrebné údaje – tie, ktoré sa nedajú získať urýchlením procesov. Je možné, že ľudia, ktorí budú zaočkovaní v prvej línii a aj ľudia, ktorí prekonali ochorenie, budú potrebovať preočkovanie. A momentálne sú množstvá vakcín limitované.
Zdroje:
(1) Jeyanathan M., Afkhami S, Smaill F., Miller M.S., Lichty B.D., Xing Z. 2020. Immunological considerations for COVID-19 vaccine strategies. Nat Rev Immunol. 2020 sep; 4:1-18.
(2) Chung J.Y., Thone M.N., Kwon Y.J. 2021. COVID-19 vaccines: The status and perspectives in delivery points of view. Adv Drug Deliv Rev. 2021 mar; 170:1-25.
(3) https://www.ema.europa.eu/en/human-regulatory/overview/public-health-threats/coronavirus-disease-covid-19/covid-19-latest-updates
Poslední preživší detskej obrny sú stále tu. Boja sa, že sa ľudia prestanú očkovať.
Aké zmeny v medzinárodnom obchode s Áziou spôsobil COVID-19?
Veľký test ochranných rúšok na tvár. Je drahšie nutne lepšie?
