Ubrzani razvoj vakcina, kako je to moguće?

Vakcine protiv kovida-19 su uspešno i brzo razvijene zahvaljujući godinama prethodnih istraživanja, inovativnim pristupima, novim saznanjima

Infektivne bolesti razvijaju se mnogo brže od nas i naših odbrambenih sistema, jer ih izazivaju manje složeni organizmi koji se samim tim brže i menjaju.

Protiv infekcija smo se borili korišćenjem čiste vode, dobrih sanitetskih čvorova, obrazovanjem javnosti, ali se kao najbolja preventiva pokazala vakcinacija, ubacivanje patogena u organizam da bi se razvila antitela i time stekao imunitet na datu bolest.

Ako vakcinacijom celokupne populacije eliminišemo patogen, on se više ne može širiti i na taj način se zaraza eliminiše

Tradicionalno, vakcine se prave tako što se mikrobi, bakterije ili virusi na neki način onesposobe, potpuno ili delimično (na primer, izlaganjem povišenoj temperaturi), i na taj način ne predstavljaju opasnost po naše zdravlje, ali ipak imaju sposobnost da aktiviraju imunosistem, što rezultira otpornošću na određeni mikrob ukoliko dođemo u kontakt s njim. Ovaj pristup vrlo uspešno spasava milione života, pa i u potpunosti istrebljuje neke bolesti zahvaljujući obaveznoj vakcinaciji dece, kao što je primer sa poliomijelitisom.

Ako vakcinacijom celokupne populacije eliminišemo patogen, on se više ne može širiti i na taj način se zaraza eliminiše, kao što je bio slučaj kod nas sa velikim boginjama, sedamdesetih godina prošlog veka.

Od pronalaska do primene

Razvoj i proizvodnja vakcina je vrlo skup i dug proces. Od pronalaska određene vakcine pa do njene proizvodnje, kao i dobijanja dozvole, može da prođe i deset godina. U današnje vreme, genetski kod tako malih organizama, izazivača bolesti, može se odrediti u vrlo kratkom roku, što je otvorilo vrata mnogo bržem i drugačijem pristupu razvoju vakcina, gde nije neophodan ceo organizam mikroba, kao što je bio slučaj u pristupima od pre 10-20 godina, što neki proizvođači i danas koriste.

Kada naučnici otkriju neki obećavajući lek ili vakcinu obavljaju se pretklinička ispitivanja, uglavnom na miševima ili većim životinjama i to, u zavisnosti od mogućnosti, može potrajati nekoliko godina.

U slučajevima kada se u ovoj vrsti istraživanja proizvod dobro pokaže, on se proizvodi u malim količinama i u prvoj fazi kliničkih ispitivanja testira se oko stotinak ljudi da bi se odredilo da li su vakcina ili lek bezbedni za korišćenje kod ljudi i koja je najbolja doza.

Cilj današnje biotehnološke zajednice je da se vakcine proizvode brže, jer je to moguće zahvaljujući novim znanjima i tehnologijama

U drugoj fazi kliničkih ispitivanja učestvuje nekoliko stotina ispitanika da bi se utvrdila efikasnost protiv infekcije, ali i dalje dalje se utvrđuju bezbednost, neželjeni efekti, kao i, naravno, odgovor imunosistema.

U trećoj fazi kliničkih ispitivanja učestvuje 1000 i više ljudi, na različitim lokacijama, da bi se ustanovilo kako vakcina funkcioniše u prirodnim uslovima. Ako se i dalje pokazuje kao bezbedna i efikasna, farmaceutska kompanija može da se prijavi kod odgovarajućeg tela, kao što je na primer FDA u SAD (Food and Drugs Administration – Uprava za hranu i lekove, savezna agencija za zdravlje i procenu medicinskih proizvoda) ili EMA u Evropi (European Medical Agency – Evropska agencija za lekove, koja se bavi evaluacijom medicinskih proizvoda), da bi uz dostavljanje sveobuhvatne dokumentacije bilo procenjeno da li može dobiti dozvolu za primenu.

Postoje i IV i V faza, koje se označavaju kao postmarketinška istraživanja i one prate retke i eventualne dugoročne posledice.

Cilj današnje biotehnološke zajednice je da se vakcine proizvode brže jer, zbog novih znanja i tehnika, postoje mogućnosti da ovaj proces ne traje godinama, da bude ekonomičniji i svima pristupačniji i, naravno, da omogući da se na određenu infekciju brže deluje.

Brz odgovor na pandemiju

Kada je došlo do pandemije koju je izazvao virus SARS-CoV-2 počelo se sa razvojem velikog broja vakcina, zahvaljujući prethodnim saznanjima, a korišćeni su razni pristupi. Tako se došlo do uspešnih varijanti sa različitim nivoom efikasnosti od 60 do 95 odsto.

Pandemija je dodatno ubrzala provere, kao i primenu već ispitanih tehnoloških inovacija, ali je i pokrenula velika ulaganja. Napravljene su vakcine koje su koristile ceo umrtvljen virus. Međutim, novitet su vakcine koje ne sadrže virus, već samo protein ili genetski kod proteina određenog patogena, potreban za njegovu sintezu u ćelijama ljudskog organizma. Tako su, između ostalog, proizvedene vakcine koje su u stvari proteini, napravljeni i sintetisani pomoću genetskog inženjeringa u određenim bakterijama ili virusima i potom prečišćeni u laboratorijskim uslovima i kao takvi predstavljaju vakcinu. Jedan takav tip vakcine američke kompanije čeka odobrenje.

Uložen je ogroman napor da kvalitet, bezbednost i efikasnost vakcina ne dođu u pitanje, o čemu se dodatno brinu budne oči regulatornih tela

Zatim, tu su vakcine kod kojih su tzv. vektori (adenovirusi, izazivači prehlada kod šimpanzi ili ljudi), nosači dela sekvence (koda DNK za sintezu proteina) bodljikavog omotača virusa SARS-CoV-2. U njihov genetski kod ubačen je DNK kod pomenutog proteina i on služi za sintezu tog proteina u telu.

Većina ovih vakcina, naročito genetskih, proizvod je nanotehnologije, u kojoj su te čestice toliko minijaturne i veličine su od jednog do 100 milijarditih delova metra, tj, nanometra, dok je, poređenja radi, veličina ćelija čoveka od 20 do 30 milionitih delova metra.

Međutim, iz kompanije Glaxo Smith Kline, kažu da dolazi zlatno vreme vakcina i tu naročito govore o mRNK vakcinama (informaciona ribonukleinska kiselina), koje se mogu sintetisati na osnovu bitnog dela poznatog genetskog koda proteina određenog mikroba, a koje se mogu upakovati u masne kapljice, njihove nosače i zaštitnike. Ubačene u organizam, ove čestice ulaze u ćelije gde trigliceridi ili holesterol rastvaraju masni omotač (masnoće nisu rastvorljive u vodi, ali su rastvorljive u ovim organskim rastvaračima).

Molekul mRNK, koji nosi genetsku informaciju za sintezu određenog proteina, dolazi do ribozoma – fabrike proteina u ćeliji i koristi sistem samog organizma da proizvede protein, u slučaju SARS-CoV-2, karakteristični bodljikavi omotač virusa, na koji telo reaguje sintezom antitela koja nas štite u slučaju susreta sa pravim, celim, virusom. Makromolekul mRNK ulazi u telesne i ćelije imunosistema u kojima se stvara protein bodljikavog omotača novog korona virusa, njih prepoznaju T-limfociti, a zatim se pojavljuju i B-ćelije, koje proizvode antitela za dati protein. Takođe se pojavljuju i druge T-ćelije koje pamte strukturu stranog proteina. A mRNK se posle obavljene uloge razgrađuje, dok je organizam stvorio imunitet kojim se virus blokira.

Na ovaj način se vakcine mnogo brže razvijaju, što je od suštinskog značaja kada dođe do izbijanja neke bolesti. Ovaj pristup omogućava da se identična oprema koristi za pravljenje raznih vakcina, za razliku od starih pristupa, što podrazumeva i veću brzinu i manje novca koji treba uložiti.

Na sličnim vakcinama radi se već decenijama

Vakcine protiv kovida-19 su vrlo uspešno i brzo razvijene zahvaljujući prethodnim istraživanjima na sličnim virusima, kao što su bili SARS (SARS-CoV-1) 2002. godine ili MERS (MERS-CoV) 2012, inovativnim pristupima, novim saznanjima molekularne biologije i biotehnologijama koje su u stalnoj ekspanziji, kao i brzim proizvodnim platformama.

Uopšte, na DNK vakcinama radi se već 25 godina, a na RNK 10–15 godina, tako da se mora reći da pre pet godina naučnici, kao ni farmaceutska industrija, sigurno ne bi mogli ovako brzo i spremno da deluju.

Takođe, treba naglasiti da nisu svi virusi isti, tako na primer herpes simpleks virus blokira, odnosno sprečava antitela da se prikače na njega, što otežava pronalazak adekvatne vakcine. Opet, vakcina protiv gripa se mora prilagođavati svake godine, jer virus brzo mutira.

Razvoj vakcina i njihovo testiranje se proteklih godina odigravalo nezamislivom brzinom, jer se jako brzo reagovalo, i na globalnom nivou su se milijarde slile u kompanije koje su preuzele veliki rizik.

Paralelno se radilo i radi na razvoju leka, da bi se potencijalni problem brže rešavao.

Vrlo često se postavlja pitanje: kako su se te moderne vakcine tako brzo razvile i počele da se primenjuju? Kao što se vidi, to se nije desilo preko noći! Da nije bilo prethodnog mukotrpnog decenijskog istraživačkog rada u biotehnološkoj oblasti, brze globalne reakcije, upliva velikog novca, svetske saradnje između naučnika, proizvođača i distributera, to ne bi bilo moguće, a pritom je uložen ogroman napor da kvalitet, bezbednost i efikasnost ne dođu u pitanje, o čemu se dodatno brinu budne oči regulatornih tela.