Budeme o krok vpred? Na ceste je univerzálna vakcína proti všetkým koronavírusom

Prvý vírus SARS-CoV sa objavil na prielome rokov 2002 až 2003. V roku 2012 sa v Saudskej Arábii objavil koronavírus na Blízkom východe (MERS-CoV). Prvé zmienky o súčasnom koronavíruse SARS-CoV-2, ktorý spôsobil pandémiu, pochádzajú z decembra 2019. Všetky tri vymenované sú betakoronavírusy, teda rod, ktorý zahŕňa aj dva vírusy spôsobujúce prechladnutie.

„Kto vie, či nebudeme mať ďalší koronavírus o ďalších päť či desať rokov,“ pýta sa rečnícky Kayvon Modjarrad, spoluvynálezca prvej univerzálnej vakcíny, ktorá sa testuje na ľuďoch. Zvieracie testy iných odborných tímov totiž ukázali, že formát pankoronavírusovej [predpona pan- znamená celo- alebo vše-, pozn. red.] vakcíny je reálny.

Nespoliehať sa na náhodu

Za posledné desaťročia sa patogénnejší kmeň koronavírusu objavil zhruba každých osem rokov. Rýchly spôsob šírenia súčasného koronavírusu motivoval vedcov, aby sa snažili byť o krok vpred. Od marca 2020 sa preto hovorí o pankoronavírusovej vakcíne. Tá by bol účinná proti všetkým kmeňom i variantom koronavírusov. Vzorky krvi od ľudí, ktorí prekonali SARS, MERS alebo COVID-19, ukázali, že je to možné.

Začiatok očkovania iba rok po vypuknutí pandémie bol uskutočniteľný vďaka predošlým výskumom platformy mRNA vakcín. Keď vedci následne spoznali genetickú informáciu o SARS-CoV-2, umožnilo im to v krátkom čase vytvoriť spike proteín, ktorý vírus obsahuje vo svojich hrotoch a ktorým vstupuje do ľudských buniek. Proteín je neškodný, ľudský organizmus ho zlikviduje. Zapamätá si ho však pre prípad, že by do tela chcel preniknúť skutočný vírus SARS-CoV-2.

Antigén je látka, ktorá vyvoláva tvorbu protilátok a môže vyvolať imunitnú odpoveď. Pri koronavírusoch sa zistila takzvaná krížová reaktivita. To znamená, že antigény vyprodukované v reakcii na jeden kmeň môžu poskytovať ochranu proti rôznym kmeňom.

Príklad: sérum od ľudí, ktorí sa infikovali SARS-CoV počas vypuknutia ochorenia SARS v roku 2003, preukázalo krížovú reaktivitu proti spike proteínu SARS-CoV-2. Tí, čo prekonali ochorenie COVID-19, zas mali krížovú reaktivitu proti vírusom SARS-CoV a MERS-CoV.

Pokusy na opiciach dopadli dobre

S proteín, ktorý vírus využíva na preniknutie do bunky, sa štiepi na dve časti: podjednotku S1 a podjednotku S2. Prvá vymenovaná obsahuje receptor viažuci doménu (RBD), ktorou sa vírus viaže na bunkový receptor. Podjednotka S2 obsahuje stonku, ktorá prepichne bunkovú membránu, čím pomôže vírusu preniknúť do bunky.

Vedci z amerického Duke Human Vaccine Institute sa zamerali na prvú podjednotku s RBD.

Navrhli vakcínu, ktorá využíva nanočastice s kúskami RBD pripojenými k jej povrchu. Tak získali molekulu, ktorá vyzerá ako vírus, imunitný systém ju dokáže rozpoznať a reagovať na ňu. Na porovnanie: väčšina súčasných vakcín sa zameriava na celý S proteín, táto vakcína sa však zameriava špeciálne na RBD. Využili protilátku od osoby infikovanej SARS-CoV-1, ktorá bola účinná proti rôznym koronavírusom a pridali k nej látku adjuvans, ktorá zvyšuje imunitnú odpoveď organizmu na očkovaciu látku.

Vakcínu testovali na opiciach. Dokázala zastaviť všetky infekcie SARS-CoV-2 a vyvolala viac vírus neutralizačných protilátok ako súčasné vakcíny alebo prirodzené infekcie u ľudí. Štyri z piatich opíc nemali žiadne stopy vírusu, jedna opica mala veľmi nízku hladinu vírusu, ktorá sa dala zistiť iba pomocou veľmi citlivých testov a odznela o dva dni.

Tím teraz hľadá finančné prostriedky na výrobu vakcíny pre klinické skúšky na ľuďoch.

Naprieč Amerikou ju testujú rôzne inštitúty a ústavy, vakcína má chrániť všetkých pred všetkými koronavírusmi

Testy na opiciach zďaleka nie sú jediné. V Spojených štátoch sa o výrobu pankoronavírusovej vakcíny usilujú viaceré výskumné strediská a firmy, ktoré ju testujú na rôznych typoch zvierat.

Výskumný tím z biomedicínskeho výskumného zariadenia Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) vytvoril univerzálnu vakcínu z S proteínu SARS-CoV-2, proteínu feritín a špeciálneho posilňovača adjuvans. Testovali ju na myšiach a dosiahla ešte lepšie výsledky ako tá testovaná na opiciach.

Dňa 7. apríla preto začali s testovaním na ľuďoch. Vakcínu dostalo 24 účastníkov a vedci teraz injekcie podávajú ďalším 24 účastníkom. V pláne je ďalej prijať celkovo 72 dobrovoľníkov, ktorí sa nikdy neinfikovali SARS-CoV-2 alebo neboli zaočkovaní.

Vedci z Národneho ústavu pre alergie a infekčné choroby (NIAID) chcú vyvinúť vakcínu, ktorá by nielen poskytovala širokú ochranu proti koronavírusom. Cieľom je, aby túto ochranu poskytla celej populácii, pretože imunitný systém každého človeka je jedinečný. Faktory ako vek, genetika či komorbidity môžu u niektorých jedincov znižovať účinnosť súčasných vakcín.

Rozhodli sa pre zdĺhavú výrobu takzvanej živej vakcíny. Tá funguje na princípe inaktivovaného vírusu SARS-CoV-2, ktorý nespôsobuje ochorenie, ale vyvoláva imunitnú odpoveď. Vakcína proti pankoronavírusu by mala byť vo forme nosového spreja, pretože všetky koronavírusy prenikajú do tela cez slizničný systém. „Veľkým problémom je, že nevieme dostatočne veľa o slizničnej imunite proti respiračným vírusom. Je to veľká nepreskúmaná oblasť,“ hovorí Matthew Memoli, vedúci skupiny pre klinické štúdie vakcíny z NIAID.

Spoločnosť VBI Vaccines so sídlom v Cambridge v americkom štáte Massachusetts pripravuje očkovaciu látku z vysoko purifikovaných častíc podobných vírusu (VLP). VLP nemôžu infikovať bunky, reprodukovať sa, ani spôsobiť ochorenie. Využili S proteíny troch koronavírusov, ktoré sa vo svete rozšírili v roku 2003, 2012 a 2019. Klinické skúšky vakcíny by sa mali začať koncom tohto roka.

Najmenej dva prototypy univerzálnych vakcín fungujú ako DNA vakcíny. Tie používajú plazmidy, malé kruhové molekuly DNA, ktoré do tela dopravia sekvenciu DNA kódujúcu antigény, proti ktorým sa vyvolá imunitná odpoveď. Jednu takúto vakcínu vyvinula Inovio, biotechnologická spoločnosť z Plymouthu v Pensylvánii. Dokopy štyri mesiace zbierali sekvencie SARS-CoV-2 z celého sveta a na základe prekrývajúcich sa mutácií jednotlivých variantov vytvorili vakcínu. V nerecenzovanom článku spoločnosť uviedla, že vakcína vyvolala u myší a škrečkov širokú imunitu proti variantom súčasného koronavírusu.

Svitá na lepšie časy?

Podľa vedcov je výroba univerzálnej vakcíny proti koronavírusom jednoduchšia, pretože sa nemenia tak výrazne ako napríklad vírus chrípky. Vírusový genóm chrípky je segmentovaný, čo umožňuje každému segmentu mutovať a rekombinovať sa.

Súčasný koronavírus obsahuje enzým, ktorý opravuje chyby pri kopírovaní RNA. Oproti vírusu chrípky je preto stabilnejší.

Pointou pankoronavírusovej vakcíny nemá byť doživotná ochrana ľudí pred nákazou hocijakým koronavírusom. Podobne ako súčasné vakcíny, má v prvom rade zabrániť úmrtiu, prípadnej hospitalizácii a v najlepšom prípade má aj skrátiť obdobie, počas ktorého by ste mohli infikovať ostatných.