8 stycznia 2021

Szczepionka przeciwkowidowa

POWRÓT

Ideą szczepienia szczepionkami swoistymi jest przygotowanie układu odpornościowego biorcy szczepionki do neutralizacji określonego patogenu (wirusa, bakterii etc.) lub wytwarzanych przez niego szkodliwych dla  organizmu substancji (np. toksyn), czyli przygotowanie do skutecznej obrony przed patogenem. Naturalną drogą uzyskania tego typu odporności jest przejście zakażenia, tyle, że koszty odporności zbudowanej w taki sposób mogą być poważne.

Od dawna wiedziano, że niektóre choroby przechodzi się tylko raz.  Mniej więcej na przełomie XIX i XX wieku świadomie rozwinięto ideę budowania odporności na drobnoustrój w sposób sztuczny: bezpiecznie i pod kontrolą. Pierwsze szczepienia polegały na  wstrzykiwaniu zabitego lub osłabionego (atenuowanego)  drobnoustroju,  który nie wywoływał choroby objawowej, lecz stymulował układ odpornościowy do swoistej obrony, której elementy pozostawały w organizmie i mogły być wykorzystywane  w przypadku kolejnej infekcji. Szczepionkom takim z czasem nadano nazwę pełnokomórkowych. Podobny efekt ochronny uzyskiwano wstrzykując pozbawione zjadliwości toksyny bakteryjne – tzw. toksoidy. W kolejnych latach, po wyodrębnieniu się wirusologii jako nowej dziedziny mikrobiologii, w szczepionkach przeciwwirusowych stosowano wyłącznie te fragmenty wirusa, które stymulują swoistą reakcję obronną organizmu. Analogicznie postępowano w przypadku niektórych szczepionek bakteryjnych (tzw. szczepionki podjednostkowe). Strategia tego typu zwiększała swoistości odpowiedzi szczepionego przy ograniczaniu działania niepożądanego szczepionki.  

Opisane warianty szczepionek opierały się na technice analogowej – układ odpornościowy biorcy eksponowano na lepiej lub gorzej wyselekcjonowane substytuty patogenu, wyposażając go w środki konieczne do opanowania zakażenia tym patogenem w przyszłości. 

Wprowadzane obecnie szczepionki przeciw wirusowi SARS-CoV-2, patogenowi pandemicznej choroby COVID-19, są przedstawicielkami kolejnej generacji szczepionek – szczepionek mRNA. Pozostając w przyjętej poetyce informatycznej, określić je można mianem szczepionek cyfrowych. Biorca otrzymuje w dawce szczepionki informację – odpowiednik programu komputerowego zakodowanego w mRNA, potrzebną do chwilowego przeprogramowania mechanizmów komórki do wytwarzania białka wirusowego, które, wydzielone do otoczenia komórek, będzie stymulować swoiste, przeciwwirusowe mechanizmy obronne: aktywację komórek produkujących doraźnie przeciwwirusowe przeciwciała i powstawanie komórek pamięci, zapewniających odtworzenie przeciwciał w przyszłości. Podanie szczepionki inicjuje mechanizm odpornościowy towarzyszący infekcji, lecz wyłącznie w zakresie koniecznym dla uzyskania efektu ochronnego – odporności poszczepiennej. Towarzyszące naturalnej infekcji dojrzewanie w komórkach gospodarza kompletnego wirusa prowadzi do śmierci komórek i szeregu konsekwencji, stanowiących często niebezpieczne, a nawet śmiertelne, objawy kliniczne choroby. Precyzja działania „szczepionki cyfrowej” porównywalna jest jedynie z precyzją działania promienia laserowego – uzyskuje się maksymalny efekt za  pomocą minimalnej ingerencji.

Stosowana obecnie w Polsce przeciwkowidowa szczepionka BioNTech/Pfizer SARS-CoV-2 mRNA, o nazwie kodowej BNT162b2, posiada nazwę handlową Comirnaty pochodzącą od słów: COVID-19, mRNA, community (społeczność), immunity (odporność). Szczepionka składa się z zsyntezowanego w laboratorium (in silico) fragmentu materiału genetycznego wirusa: kwasu rybonukleionowego –  mRNA (tzw. matrycowego lub informacyjnego RNA) i lipidów umożliwiających wnikanie mRNA do komórek ludzkich. Zawarty w szczepionce mRNA waży 30 mikrogramów i w sekwencji zmodyfikowanych nukleozydów zawiera  informację konieczną dla zsyntezowania przez komórki gospodarza  wirusowego białka szczytowego, S (ang. spike) – podkreślmy, wyłącznie białka S – które pełni następnie rolę czynnika indukującego odpowiedź odpornościową skierowaną przeciwko kompletnemu SARS-CoV-2.  W procesie tym, szybko degradujący się w komórce gospodarza szczepionkowy mRNA pełni rolę pamięci operacyjnej RAM, a sama, chwilowo przeprogramowana, komórka gospodarza, rolę drukarki 3D produkującej białko.

Należy pamiętać, że w warunkach naturalnych instrukcje potrzebne do syntezy białek komórkowych zapisane są w jądrowym DNA, genomie komórki (komórkowym dysku typu flash) i doraźnie – zależnie od potrzeb, przepisywane na mRNA, który po wykorzystaniu ulega degradacji. W przypadku szczepionki przeciwkowidowej Comirnaty, szczepionkowy mRNA po wykonaniu zadania przy użyciu komórkowych rybosomów zanika również nie pozostawiając po sobie śladu w komórce gospodarza i w żadnym wypadku nie integrując się z komórkowym DNA!

Oczekiwana w Polsce szczepionka firmy Moderna ma podobny skład, mechanizm działania i skuteczność (ok. 95%) co szczepionka BioNTech/Pfizer SARS-CoV-2 mRNA, jednakże zastosowanie różnych metod stabilizacji materiału wpływa na inne wymogi dla jej przechowywania.

Zachęcamy również do przeczytania naszego artykułu „Szczepienia na COVID-19 a badania laboratoryjne”, który jest dostępny TUTAJ.

Dr Tomasz Ochałek

Laboratoria Medyczne DIAGNOSTYKA