Šiuo metu atrandamos naujos kartos vakcinos. Klasikinės vakcinos „išmoko“ imunitetą atpažinti susilpnintą arba negyvą ligos sukėlėją, o remiantis genų technologija sukurtos naujos vakcinos padeda gydyti kai kurias ligas. Tai suteikia naujų galimybių.
Šiuo metu skiepai reikalingi, kad užkirstų ligoms kelią, o ateities vakcinos jas ir gydys, rašo „Iliustruotasis mokslas“.
Vakcinos – neabejotinai geriausias būdas apsaugoti žmones nuo ligų. Šiuo metu mokslininkai yra sukūrę daugybę strategijų, kaip gaminti veiksmingas vakcinas, galinčias apsaugoti nuo beveik visų tipų ligų.
Vakcinų pranašumas tas, kad jas ne tik pigu ir paprasta naudoti. Jos neturi beveik jokio šalutinio poveikio ir apsaugo nuo ligos anksčiau, nei ši pasireiškia, nes preparatai „išmoko“ imuninę sistemą atpažinti ligas sukeliančius mikroorganizmus arba vėžines ląsteles – nepageidaujamus svetimkūnius. Jie lemia antikūnų gamybą, šie pirmiausia pašalina svetimkūnius, o vėliau išlieka baltuosiuose kraujo kūneliuose. Jeigu praėjus daugeliui metų nuo skiepijimosi žmogaus organizmą užpuola kenksmingi mikroorganizmai, antikūnai juos atpažįsta ir su jais kovoja. Dažniausiai mikroorganizmai sunaikinami, kai žmogus dar nepastebi, kad apskritai užsikrėtė kokia nors liga.
Pastaraisiais metais vakcinų kūrimo technologijos smarkiai pažengė į priekį. Klasikinės vakcinos, kurių sudėtyje yra susilpnintų mikroorganizmų, „išmoko“ imuninę sistemą atpažinti svetimkūnius ir kovoti su būsima infekcija, todėl organizmas tampa atsparus. Tokios vakcinos pačios efektyviausios ir plačiai naudojamos visame pasaulyje. Tačiau dauguma naujųjų vakcinų sukurtos taikant pažangesnius metodus: remiantis genų inžinerija, laboratorijos Petri lėkštelėje arba ligonio organizme sukuriama mažų, bet lengvai atpažįstamų svetimkūnio fragmentų, todėl vakcina gali būti pritaikyta konkrečiai žmogaus ligai.
Šis metodas leidžia tobulinti vakcinas, kad jos ne tik apsaugotų nuo galimų ligų, bet ir gydytų žmones, padėtų išgelbėti jau susirgusius mirtinomis ligomis. Šios vadinamosios terapinės vakcinos naikina ne ligas sukeliančius mikroorganizmus, o negyvas ląsteles, todėl jos yra naujas gydytojų ginklas kovojant su vėžiu, šios ligos gydymas - it vaikščiojimas peilio ašmenimis, nes reikia kovoti su nesveikomis paciento ląstelėmis ir tuo pačiu metu apsaugoti sveikas, tačiau visiškai identiškas ląsteles.
Vakcina trukdo vėžiui progresuoti
JAV 2010 metais buvo patvirtina pirmoji terapinė vakcina nuo vėžio. Nors ji negydo ligos, tačiau pailgina prostatos vėžiu – liga, kurios neveikia joks kitas gydymas, – sergančių vyrų gyvenimo trukmę.
Ši vakcina ypatinga, nes medikai paima paties ligonio imuninės sistemos ląstelių ir laboratorijoje „išmoko“ atpažinti vėžines ląsteles, o tada jos vėl sušvirkščiamos pacientui ir kovoja su augliu. Kiti Klivlando (JAV) mokslininkai kuria terapinę vakciną, kuri gydytų krūties vėžį. Tyrimai su pelėmis parodė, kad vakcina perpus sumažina vėžio ląstelių dauginimąsi. Gali būti, kad pasitelkiant dar ir kitą gydymo būdą arba paties organizmo apsaugos mechanizmus galima visiškai sunaikinti auglį.
Vėžys nėra vienintelė daugiausia žmonių gyvybių nusinešanti liga, kurią mokslininkai norėtų nugalėti vakcinomis. Trejus metus trukęs ir 2009 metais baigtas tyrimas, kuriame dalyvavo 16 395 sveiki tailandiečiai, parodė, kad riziką užsikrėsti mirtinai pavojingu ŽIV virusu galima sumažinti 31 proc., jeigu žmogus paskiepijamas. Tai pirmas kartas, kai ŽIV vakcinos rezultatai buvo teigiami, todėl šie duomenys teikia vilties, kad patobulinus vakciną galima visiškai užkirsti kelią AIDS ir ŽIV. Daug tikimasi ir iš vakcinos nuo maliarijos, nes su šia liga taip pat sunku kovoti – maliariją sukeliantis parazitas, vystydamasis žmogaus organizme, pereina daug skirtingų fazių, todėl imuninei sistemai sunku jį atpažinti.
Naujų vakcinų moksliniai tyrimai eina koja kojon su medžiagų, sustiprinančių antigenų imunogeniškumą, plėtra. Šios medžiagos švirkščiamos kartu su vakcina ir skatina imuninę sistemą daug aršiau kautis su organizmo priešais. Vakcinų ir pagalbinių medžiagų mišinys – mirtinas kokteilis ligas sukeliantiems mikroorganizmams ir nesveikoms ląstelėms. Mokslininkai siekia, kad net pačios baisiausios ligos po kelerių metų būtų išgydomos arba joms būtų užkertamas kelias vos vienu vakcinos sušvirkštimu.
Klasikinės vakcinos užkerta kelią
Klasikinės vakcinos iš esmės panašios į natūralią infekciją, jos sudarytos iš susilpnintų arba negyvų mikroorganizmų, kurie nėra pavojingi, bet vis tiek veikia imuninę sistemą taip, kad ši kovoja su svetimkūniu ir taip sukuria imunitetą, padedantį apsisaugoti nuo būsimų ligų. Paprastai skiepai yra pakankamai efektyvūs, tačiau labai rimtų ligų atvejais gali būti rizikingi, nes tam tikri mikroorganizmai gali sukelti infekciją.
1. Metodas:
Susilpninti mikroorganizmai sukelia švelnius simptomus
Gyvuosiuose skiepuose yra susilpnintų žalingų mikroorganizmų, kurie organizme auga labai lėtai ir yra nepavojingi arba sukelia tik labai silpnus simptomus. Mikroorganizmai paprastai silpninami, kai dauginami laboratorijoje, pavyzdžiui, vištos kiaušinyje. Tuomet jie pritaikomi pulti žmogų ir priverčiami mutuoti, kad prisitaikytų prie naujojo šeimininko. Mikroorganizmas pasikeičia tiek, kad žmogaus nebesusargdina.
Apsaugo nuo: parotito, tymų, dėmėtosios šiltinės, raudonukės, poliomielito ir maliarijos.
Pranašumai: gyvos vakcinos supažindina imuninę sistemą su mikroorganizmu, nes jis auga ir vystosi žmogaus organizme ir jame visapusiškai atsiskleidžia. Be to, jis kaip natūrali infekcija suaktyvina visą imuninę sistemą, todėl sustiprėjęs atsparumas ilgiau išlieka.
Trūkumai: nors mikroorganizmas susilpnintas, vis tiek retais atvejais vakcinos sukelia ligą. Paprastai suserga žmonės, kurių imuninė sistema silpna (pavyzdžiui, ligoniai, gydomi chemoterapija, arba sergantys AIDS), tačiau jeigu mikroorganizmas mutuoja ir susigrąžina ligą sukeliančias savo savybes, liga gali pasireikšti ir tiems, kurie yra visiškai sveiki.
Vakcinos sudėtyje yra slapto parazito
Maliariją sukelia parazitas Plasmodium falciparum, uodas jį perduoda į kraują. Tuomet prasideda sudėtingas kenkėjo gyvenimo ciklas, jis apima dauginimosi stadiją kepenyse ir ligos stadiją, kai užkrečiami ir sunaikinami raudonieji kraujo kūneliai. Patekęs į kraujotakos sistemą, parazitas nuolat keičia savo išvaizdą, todėl sukurti veiksmingą vakciną nuo maliarijos - gana rimtas iššūkis. Mokslininkai mano, kad ideali vakcina turėtų būti nukreipta į parazitą tuo metu, kai jis dauginasi kepenyse ir dar nėra pasiekęs raudonųjų kraujo kūnelių.
Melburno instituto „Walter and Eliza Hall Institute“ (Australija) mokslininkas Alanas Cowmanas sukūrė silpnesnį parazito variantą, šis, patekęs į kepenis, nebesivysto. Dabar jį reikia išbandyti su žmonėmis. Ankstesni bandymai su pelėmis teikia vilties, kad vakcina suteiks visišką atsparumą maliarijai.
Svetimas šeimininkas susilpnina virusą
Kai viruso sušvirkščiama svetimam šeimininkui, jis taip susilpnėja, kad nebėra pavojingas žmogui.
1. Virusas sušvirkščiamas į vištos kiaušinį.
2. Kiaušinyje virusas turi mutuoti, kad išgyventų. Tada jis tiek pasikeičia, kad nebėra pavojingas žmogui.
3. Mutavęs virusas išgryninamas ir naudojamas injekcijai.
2. Metodas:
Negyvi kiautai apgauna sistemą
Negyvose vakcinose yra neaktyvių kenksmingų mikroorganizmų, todėl vakcina nesukelia ligos. Paprastai mikroorganizmai žudomi šiluma arba cheminėmis medžiagomis. Šią procedūrą reikia atlikti tiksliai, kad mikroorganizmai nesuirtų ir neprarastų savo natūralios išvaizdos.
Apsaugo: nuo gripo, choleros ir pasiutligės.
Pranašumai: vakcinos sudėtyje nėra gyvų ligą sukeliančių mikroorganizmų. Kadangi nereikia rūpintis mikroorganizmo išgyvenimu, jį lengva saugoti ir perkelti.
Trūkumai: imuninė sistema silpnai suaktyvinama tik labai trumpam laikui, todėl skiepytis reikia keletą kartų per gyvenimą.
Poliomielitą sukeliantis virusas žudomas formalinu.
Poliomielitas – tai virusinė liga, pažeidžianti centrinę nervų sistemą. Amerikiečių gydytojas Jonas Salkas 1952 metais sukūrė efektyvią vakciną, ji poliomielito virusą žudo formalinu. Ši vakcina kartu su geriamąja vakcina, kurios sudėtyje yra susilpninto viruso, per kelis dešimtmečius sunaikino poliomielitą didžiojoje pasaulio dalyje.
3. Metodas:
Nuodingosios medžiagos tampa bejėgės
Tam tikros bakterijos yra pavojingos, nes jos į organizmą išskiria nuodingųjų medžiagų, tad daugeliu atvejų apsimoka sukurti vakciną, veikiančią nuodingąją medžiagą, o ne pačią bakteriją. Bakterija auginama laboratorijoje, iš jos pašalinama nuodingoji medžiaga. Paveikti šiluma arba cheminėmis medžiagomis, nuodai tampa nekenksmingi ir toksinis poveikis išnyksta.
Apsaugo nuo: stabligės ir difterito.
Pranašumai: vakcina saugi - jos sudėtyje nėra ligą sukeliančių mikroorganizmų, galinčių užkrėsti pacientą, nes naudojama nepavojinga toksino forma. Vakciną galima naudoti norint užkirsti kelią ne tik bakterijų, bet ir kitų organizmų išskiriamiems toksinams.
Trūkumai: ši vakcina, kaip ir negyvoji vakcina, tik trumpam suaktyvina imuninę sistemą, todėl reikia skiepyti keletą kartų.
Stabligė: skiepai apnuodija organizmą nekenksmingais toksinais.
Stabligę sukelia Clostridium tetani bakterija. Pati bakterija nesukelia ligos, tačiau ji išskiria toksino tetanospazmino, jis pažeidžia centrinę nervų sistemą ir sukelia raumenų spazmus, dėl jų blogiausiu atveju žmogus nebegali kvėpuoti. Vakcina gaminama išgrynintą toksiną apdorojant formaldehidu. Toksinas praranda savo poveikį, bet vis tiek yra pakankamai panašus į aktyvųjį toksiną, todėl imuninė sistema reaguoja į infekciją.
Daugialypio poveikio vakcina atkeršija
Londono universiteto „Royal Free Hospital School of Medicine“ gydytojas Andrew J. Wakefieldas 1998 metais aprašė, kad vaikai susirgo autizmu ir kitomis ligomis, kai buvo paskiepyti vadinamąja daugialypio poveikio vakcina nuo tymų, epideminio parotito ir raudonukės. Tyrimo rezultatai buvo paskelbti prestižiniame moksliniame žurnale „The Lancet". Tačiau dabar susirūpinę tėvai gali nurimti. 2010 metų vasario mėnesį žurnalas paskelbė, kad publikuoto tyrimo rezultatai neteisingi, nes buvo suklastoti. Andrew J. Wakefieldas kritikuojamas ir už tai, kad tyrimą apmokėjo advokatas, ginantis tėvų, iškėlusių bylą vakcinos gamintojui, teises.
Paskelbus tyrimo rezultatus, daugelis tėvų nusprendė neskiepyti savo atžalų nuo tymų, epideminio parotito ir raudonukės, tačiau po kelerių metų labai smarkiai išaugo vaikų, susirgusių būtent šiomis trimis ligomis, skaičius. Pavyzdžiui, nuo 2007 iki 2008 metų Anglijoje ir Velse vaikų, sergančių tymais, skaičius išaugo 70 procentų.
Naujos vakcinos ir gydo
Imuninė sistema atpažįsta svetimkūnius organizme pagal mažas, charakteringas detales, pavyzdžiui, pagal specifinį baltymą svetimkūnio paviršiuje. Tokios mikroorganizmų dalelės gali būti naudojamos kaip vakcinos ir svarbiausia, kad kai kuriais atvejais jos gali išgydyti jau sergančius ligonius. Šis metodas labai saugus, nes baltymų dalelės negali sukelti infekcijos. Be to, jis nukreipia imuninę sistemą taip, kad ji puola konkretų baltymą turinčias vėžines ląsteles, bet apsaugo sveikąsias.
1. Metodas:
Genai aktyvina imuninę sistemą
Mokslininkai atrado vadinamąsias DNR vakcinas, kai jiems nepavyko keletas genų terapijos bandymų. Į tam tikras ligonių ląsteles buvo įterpta genų, turėjusių išgydyti paveldėtas ligas, tačiau imuninė sistema stipriai sureagavo į baltymą, kurį kodavo naujasis genas. Naudojant vakciną, kurios sudėtyje yra nedidelę mikroorganizmo dalį koduojantis genas, galima suaktyvinti imuninę sistemą ir sukurti imunitetą.
Apsaugo: dar nėra sukurta vakcinos, tačiau atlikti bandymai su vakcinomis nuo krūties vėžio ir ŽIV.
Pranašumai: taikant šį metodą, suaktyvinamos visos imuninės sistemos dalys. Be to, kai baltymas, kurį imuninė sistema atpažįsta, bus natūraliai gaminamas organizme, jis bus labai panašus į tikrą mikroorganizmą. Galiausiai metodas yra pigus ir ilgaamžis, nes DNR molekulė - atspari ir nesudėtinga.
Trūkumai: taikant šį metodą, naujas genas implantuojamas į ligonio ląsteles, o tai gali paveikti natūralią ląstelės veiklą ir labai retais atvejais netgi sukelti vėžį. Be to, padidėja rizika, kad imuninė sistema implantuotą DNR ląstelę palaikys svetima ir ims naikinti paties organizmo DNR.
Vakcina pašalina virusą iš žaidimo
Paaiškėjo, kad labai sunku sukurti efektyvią vakciną, kovojančią su ŽIV virusu. Taip yra todėl, kad gyvybei pavojingas virusas labai greitai mutuoja ir keičia savo išvaizdą, todėl imuninė sistema jį sunkiai atpažįsta.
Suomių farmacijos bendrovė „FIT Biotech" sukūrė vakciną, ji atpažįsta šešias skirtingas visų ŽIV viruso ciklų dalis, todėl virusui, puolamam iš kelių pusių, sunkiau pasprukti. Vakciną sudaro mažos DNR dalys: sušvirkštos į raumenis, jos sudaro šešis virusų baltymus, o imuninė sistema juos suvokia kaip svetimkūnius.
Vakcina vadinama terapine, nes skiriama ligoniams, kurie jau yra užsikrėtę ŽIV. Pietų Afrikoje 2009 metais buvo atliktas klinikinis bandymas, jis parodė, kad naujoji vakcina sunaikino du trečdalius virusų, o nedidelis virusų kiekis išliko nepakitęs ne mažiau kaip dvejus metus. Prieš pradedant prekiauti, su šia vakcina dar reikia atlikti daugiau klinikinių bandymų.
Keturi antpuoliai vienu metu
1. ŽIV virusas prisitvirtina prie dviejų imuninės sistemos T ląstelės receptorių.
2. Virusas susilieja su ląstele ir įsileidžia savo genomą bei du fermentus. Dėl vakcinos ląstelės tampa mažiau jautrios infekcijai.
3. Fermentai viruso RNR genomą paverčia DNR. Vyksta mutacijos, ŽIV visą laiką keičiasi. Vakcina neleidžia ŽIV dauginti savo RNR.
4. ŽIV DNR patenka į ląstelės branduolį ir susijungia su žmogaus chromosoma.
5. Viruso genai priverčia ląstelę kopijuoti viruso RNR, ir šie palieka ląstelės branduolį. Vakcina trukdo viruso RNR palikti ląstelės branduolį.
6. Ląstelė gamina viruso daleles. Vakcina trukdo susidaryti baltyminiam ŽIV apvalkalui.
7. Viruso dalelė ištrūksta iš ląstelės ir apgaubiama membranos sluoksniu, o ląstelė plyšta ir miršta.
2. Metodas:
Nekenksmingos dalelės atskleidžia priešus
Kartais pakanka nedidelės bakterijos ar viruso dalies, kad imuninė sistema ją atpažintų, todėl į organizmą nereikia perkelti viso mikroorganizmo. Daugelio virusų išorinis sluoksnis sudarytas iš kelių šimtų vieno baltymo kopijų, tad, jeigu imuninė sistema atpažįsta šį baltymą, ji gali atpažinti ir virusą prasidėjus infekcijai.
Apsaugo: nuo hepatito B, žmogaus papilomos viruso ir gripo.
Pranašumai: taikant šį metodą, gali būti sukurta vakcina, nukreipta, pavyzdžiui, į vieną iš dviejų giminingų virusų ar bakterijų. Be to, pasitelkus genų technologijas, galima sukurti skirtingas mikroorganizmo dalių versijas ir taip numatyti mutacijas.
Trūkumai: kadangi vakcina „išmoko“ imuninę sistemą atpažinti konkrečią mikroorganizmo dalį, jos paprastai negalima naudoti esant skirtingiems to paties pažeidėjo tipams, pavyzdžiui, skirtingiems gripo virusams. Mikroorganizmui pakanka mutuoti ir pakisti labai nedaug, kad jis taptų nebeatpažįstamas ir galėtų sukelti infekciją.
Vakcina kopijuoja viruso išvaizdą
Dengė karštligę sukelia virusas, kurį perduoda uodai. Per pastaruosius dešimtmečius liga stipriai plito, ja suserga iki 100 milijonų žmonių per metus, o maždaug 500 tūkst. iš jų ima mirtinai kraujuoti arba patiria šoko būseną. 2010 metais amerikiečių mokslininkų grupė, taikydama genų technologijas, gavo teigiamų rezultatų. Mokslininkai genetiškai modifikavo mielių ląsteles, ir šios ėmė gaminti kenksmingo viruso paviršiaus baltymų. Tuomet baltymai buvo išgryninti ir jų sušvirkšta pelėms ir beždžionėms, o gyvūnai apkrėsti Dengė virusu. Nė viena iš paskiepytų pelių nesusirgo, o 70 proc. užkrėstų, bet nepaskiepytų pelių pastipo. Vakcinos taip pat buvo suleista beždžionėms, nė viena iš jų nesusirgo.
Genai sukuria nepavojingus baltymus
1. Viruso genomas izoliuojamas.
2. Genas, koduojantis paviršiaus baltymą, atskiriamas nuo genomo.
3. Genas sujungiamas su žiedine DNR, vadinamąja plazmide.
„Protein“ - baltymas
4. Plazmidės įterpiamos, pavyzdžiui, į mieles, o šios, padedamos geno, gamina baltymą.
„Protein“ - baltymas
5. Baltymas išgryninamas ir paskirstomas smulkiomis dalelėmis adjuvantuose, todėl imuninė sistema pradeda veikti.
6. Vakciną galima sušvirkšti.
Nauji adjuvantai sustiprina imuninę sistemą
Daugelio naujųjų vakcinų sudėtyje yra baltymų fragmentų arba mikroorganizmų DNR, tačiau jos sunkiai suaktyvina imuninę sistemą, taigi reikia geresnių adjuvantų, t. y. cheminių medžiagų, sustiprinančių antigenų imunogeniškumą. Tai pastūmėjo mokslininkus imtis tirti vadinamųjų taurinių ląstelių receptorius (TLR), esančius imuninių ląstelių paviršiuje. Jie gali atpažinti ir prisijungti prie charakteringų mikroorganizmų RNR, baltymų, riebalų arba cukraus molekulių. Būtent šie receptoriai suaktyvina imuninę sistemą esant infekcijai ar paskiepijus.
Šiuo metu mokslininkams žinoma dešimt skirtingų TLR, o juos ištyrus laboratorijoje galima sukurti chemines medžiagas, kurios jungiasi prie jų ir suaktyvina imuninę sistemą. Tokios medžiagos dažniausiai yra nežalingi adjuvantai, tačiau juos reikia kruopščiai išbandyti, nes kai kurie gali sukelti per stiprią imuninę reakciją. Pirmasis adjuvantas, turintis TLR, buvo patvirtintas 2007 metais, kai farmacijos bendrovė „Glaxo Smith Kline“ pristatė vakciną „Cervarix“, apsaugančią nuo gimdos kaklelio vėžio. Su kitais adjuvantais, turinčiais TLR, šiuo metu atliekami klinikiniai tyrimai. 2009 metais atliktas tyrimas parodė, kad 100 kartų efektyvesnė buvo ta vakcina nuo paukščių gripo, kurios sudėtyje buvo du skirtingi TLR paremti adjuvantai, o ne aliuminio druska.
