U Brazilu, istraživači sa Univerziteta u Sao Paulu (USP) i Pernambuko odeljenja Fondacije Osvaldo Kruz (FIOCRUZ) razvijaju Zika vakcinu. Formulacija je testirana na miševima i utvrđeno je da je efikasna, izazivajući imuni odgovor protiv virusa i na odgovarajući način štiteći životinje. Rezultati su objavljeni u članku objavljenom u Frontiers in Immunology.
„Većina vakcina koristi oslabljeni ili inaktivirani oblik virusa protiv kojeg su dizajnirani da se bore. DNK vakcine su naprednije. Tehnologija je evoluirala u poslednjih 30 godina da bi postala moćna terapeutska platforma.
U ovoj studiji smo dizajnirali četiri formulacije DNK vakcine koje kodiraju deo proteinskog kompleksa virusne ovojnice i izabrali onu koja se pokazala najefikasnijom“, rekla je Marija Sato, profesor na Medicinskom fakultetu Univerziteta u Sao Paulu (FM-USP) i odgovarajući autor članka.
Pored toga što su tehnološki naprednije, DNK vakcine imaju tendenciju da budu jeftinije i potencijalno efikasnije od atenuiranih ili inaktiviranih virusnih vakcina.
„To je jeftina tehnologija i relativno jednostavna za upotrebu jer možete dizajnirati formulaciju uzimanjem ključnih delova virusa i dodavanjem [adjuvansa] supstanci koje podstiču imuni odgovor. Međutim, postizanje dovoljne imunogenosti [pokretanjem snažnog imunološkog odgovora ] predstavlja izazov za DNK vakcine“, rekla je Fransijan Tejšeira, prvi autor članka. Studija koju opisuje bila je deo njenog doktorskog studija. istraživanja na FM-USP.
Uz pomoć tehnika molekularne biologije, istraživači su odabrali gene Zika virusa koji kodiraju dva njegova strukturna proteina — premembranski/membranski (prM) protein i protein omotača (E) — i izbrisali specifične delove virusnog omotača.
Da bi odabrane genetske sekvence bile stabilne, ubacili su svaku u plazmid. Plazmidi su mali kružni molekuli DNK dobijeni od bakterija koje ne izazivaju bolesti kod ljudi i široko se koriste kao vektori u genetskom inženjeringu.
Kada se vakcina ubrizga, plazmid (u suštini DNK vakcina) ulazi u ćelijska jezgra organizma domaćina, gde se dešifruje kodirana sekvenca i proizvode se proteini jednaki Zikinim, što dovodi do toga da odbrambene ćelije domaćina prepoznaju virusne čestice, proizvode antitela. protiv virusa i pokrenuti druge zaštitne mehanizme.
„Važno je imati na umu da, kao i RNK vakcine koje proizvode Pfizer i Moderna protiv SARS-CoV-2, DNK vakcine ne menjaju genetski kod organizma domaćina, ne stvaraju novu vrstu ili izazivaju autoimune bolesti. Tehnologija je bezbedan, uprkos svim lažnim vestima i dezinformacijama“, rekla je Izabel Viana, istraživač u FIOCRUZ Pernambuco i Teikeirin ko-supervizor.
„Ljudi su rezultat milijardi godina evolucije i stalne interakcije sa drugim DNK, kao što se dešava kada smo zaraženi patogenom, na primer.“
Cilj koji su istraživači odabrali za Zika vakcinu je proteinski kompleks koji se sastoji od spoljašnje površine virusa, uključujući protein omotača, koji je primarni pokretač za proizvodnju neutralizujućih antitela. „Imali smo za cilj da moduliramo regione koji čine protein omotača, i da bismo to uradili, uklonili smo regione ovog proteina koji ga vezuju za ćelijsku membranu, a koji su poznati kao delovi stabljike i transmembrane“, objasnio je Teikeira.
Prema rečima autora članka, pristup je omogućio pojačanu ekspresiju ovih Zika proteina u organizmu nakon imunizacije, što je dovelo do povećane proizvodnje antitela protiv virusa.
Formulacija nazvana ZK_ΔSTP, gde su regioni za sidrenje membrane potpuno uklonjeni, pokazala se daleko imunogeničijom od ostale tri koje je dizajnirala istraživačka grupa.
„Ova strategija odgovara uklanjanju regiona za sidrenje ćelijske membrane proteina omotača Zika i promovisanju ekspresije ekstracelularnog proteina. Vakcina je izazvala snažan odgovor adaptivnog imunog sistema kod odraslih miševa, sa visokim nivoima neutralizujućih antitela [u humoralnom odgovoru ] i proizvodnju T i B limfocita [u ćelijskom odgovoru]“, rekao je Teikeira.
Dodavanje adjuvansa aluminijum hidroksida dovelo je do trajnog neutralizirajućeg odgovora, štiteći miševe nakon što su bili izloženi virusu. „Rezultati pokazuju da je formulacija efikasna i da zaslužuje da se dalje razvija kroz više studija prevođenja“, rekao je Teikeira.
Uprkos naučnom napretku od poslednjeg izbijanja virusa Zika u Americi, ne postoje odobrene vakcine ili tretmani za ovu bolest. Pored ekonomskih pitanja, posebnost patogena čini razvoj vakcine posebno izazovnim: Zika virus je veoma sličan sva četiri serotipa virusa denga.
„Postoji rizik od onoga što nazivamo unakrsnom reakcijom, gde antitela proizvedena od Zika vakcine prepoznaju virus denga virusa. Ovo može izgledati pozitivno na prvi pogled, ali može predstavljati opasnost bez odgovarajućeg tumačenja“, rekla je Viana, dodajući da drugi denga infekcija je obično teža od prve iz nekoliko razloga.
„Pacijent će proizvesti antitela protiv denga groznice u prvoj infekciji, a ako ona nisu dovoljno moćna da spreče drugu infekciju drugim serotipom denga, javlja se suprotan efekat: antitela se vezuju za virus i on više prodire u ćelije. Drugim rečima, organizam pomaže virusu da inficira sopstvene ćelije.“
Prema Viani, prethodna istraživanja grupe pokazala su da praktično celokupna populacija Brazila ima imunitet protiv najmanje jednog serotipa denga. „Dakle, u formulisanju Zika vakcine, ključno je osigurati da se ova unakrsna reakcija ne dogodi kod ljudi koji su imali dengu. U našim testovima na miševima, vakcina koju smo formulisali izazvala je neutralizaciju samo zika, pokazujući da ne prepoznaju bilo koji serotip denga groznice i ne izazivaju unakrsnu reakciju“, rekao je on.
