Od ponad 200 lat szczepionki działają według tej samej zasady. Uczą układ odpornościowy rozpoznawać konkretny element patogenu, np. białko kolca SARS-CoV-2. Problem w tym, że wirusy mutują. Dlatego co roku aktualizujemy szczepionki przeciw grypie i przyjmujemy kolejne dawki wzmacniające przeciw COVID-19. Niedawno pisaliśmy o tym, że część osób może mieć wstępną odporność na grypę A(H5N1), a wg WHO nowe szczepionki przeciwko grypie mogą ocalić nawet 6,2 mln ludzi na świecie.

- To był paradygmat wakcynologii przez ostatnie 230 lat - powiedział prof. Bali Pulendran, immunolog ze Stanford University i starszy autor pracy.

Jego zespół postanowił pójść w zupełnie innym kierunku. Zamiast naśladować fragment wirusa czy bakterii, nowa szczepionka naśladuje sygnały, którymi komórki odpornościowe komunikują się w trakcie infekcji. Efekt? Ochrona nie przeciw jednemu drobnoustrojowi, ale przeciw wielu różnym zagrożeniom układu oddechowego. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Science.

Dwie linie obrony w jednym

Współczesne szczepionki opierają się głównie na odporności adaptacyjnej - tej, która produkuje swoiste przeciwciała i limfocyty T. Odporność wrodzona działa szybciej, ale zwykle krócej. Była traktowana jak "rozgrzewka" przed właściwą odpowiedzią immunologiczną.

Prof. Pulendran i jego zespół już w 2023 r. pokazali na modelu myszy, że szczepionka przeciw gruźlicy (BCG) może utrzymywać aktywację odporności wrodzonej przez kilka miesięcy. Okazało się, że limfocyty T wysyłają sygnały - cytokiny - które podtrzymują aktywność komórek wrodzonych poprzez tzw. receptory toll-podobne (TLR).

Nowa szczepionka wykorzystuje tę wiedzę. Preparat oznaczony jako GLA-3M-052-LS+OVA zawiera bodźce aktywujące TLR oraz nieszkodliwy antygen - owalbuminę (OVA), białko jaja kurzego. OVA przyciąga limfocyty T do płuc, a te podtrzymują długotrwałą gotowość odporności wrodzonej. To tworzy sprzężenie zwrotne, które utrzymuje szeroką ochronę przez tygodnie, a nawet miesiące.

Ochrona przed wirusami, bakteriami i alergenami

W badaniu myszy otrzymywały szczepionkę donosowo - w formie kropli do nosa. Po trzech dawkach, podawanych co tydzień, były chronione przed SARS-CoV-2 i innymi koronawirusami przez co najmniej 3 miesiące. U nieszczepionych zwierząt infekcja powodowała gwałtowną utratę masy ciała, ciężkie zapalenie płuc i często śmierć. U zaszczepionych - spadek masy był niewielki, wszystkie przeżyły, a w płucach wykrywano minimalne ilości wirusa.

Przedłużona odpowiedź wrodzona obniżała poziom wirusa w płucach nawet 700-krotnie. A jeśli część wirusów prześlizgnęła się przez pierwszą linię obrony, adaptacyjna odpowiedź w płucach ruszała w ciągu 3 dni. W normalnych warunkach trwa to ok. 2 tygodni.

Zaskoczenie przyszło, gdy naukowcy rozszerzyli testy na bakterie. Myszy były chronione także przed Staphylococcus aureus i Acinetobacter baumannii - patogenami odpowiedzialnymi za ciężkie zakażenia szpitalne. Ochrona utrzymywała się ok. 3 miesiące.

Zespół poszedł krok dalej. Sprawdził, czy szczepionka wpłynie na reakcję alergiczną w drogach oddechowych. Po ekspozycji na białko roztoczy kurzu domowego - częsty wyzwalacz astmy alergicznej - nieszczepione myszy wykazywały silną odpowiedź immunologiczną typu Th2 i nagromadzenie śluzu w drogach oddechowych. U zaszczepionych reakcja była znacznie słabsza, a drogi oddechowe pozostawały drożne.

Co dalej?

Na razie to badania przedkliniczne. Kolejny krok to faza I badań klinicznych, czyli ocena bezpieczeństwa u ludzi. Jeśli wyniki będą dobre, badacze chcą przejść do większych badań skuteczności. Prof. Pulendran szacuje, że przy odpowiednim finansowaniu szczepionka donosowa mogłaby być dostępna w ciągu 5-7 lat. W najbardziej optymistycznym scenariuszu wystarczyłyby dwie dawki aerozolu do nosa jesienią, by chronić przed COVID-19, grypą, RSV, przeziębieniem, bakteryjnym zapaleniem płuc, a nawet sezonowymi alergenami.

Czytaj także:

WHO: Nowe szczepionki mogą uratować 6,2 mln osób

Szczepienia bliżej pacjenta. GIS: "To inwestycja, która się zwraca"