U nalazima koji nisu ništa drugo do iznenađujući, naučnici su pokazali da je jetra mesto gde imuni sistem pokreće napad na pneumokokne bakterije nakon vakcinacije protiv potencijalno smrtonosnih patogena.
Godinama su naučnici postavljali hipotezu, teoretizirali, sugerisali i čak nagađali kako se pneumokokne bakterije uništavaju u telu nakon što su vakcinacijom označene kao pretnja.
Novo istraživanje pokazuje da imuni sistem ne samo da ima posebno mesto za organizme koje treba uništiti, već da je poseban par ćelija uključen u uništavanje „hvatanja i ubijanja“, sprečavajući bolest pre nego što ona počne, što je ključna korist vakcinacije.
Globalni tim vakcinologa u Kini, Sjedinjenim Državama i Švajcarskoj tražio je objašnjenja o tome kako se anihilacija odvijala, pokrećući duboko uranjanje u to kako dve odobrene vakcine protiv pneumokoka podstiču odgovor na hvatanje i ubijanje protiv Streptococcus pneumoniae.
Višestruki sojevi S. pneumoniae predstavljaju pretnju, a bakterije su ozloglašeni uzročnici meningitisa, pneumonije i infekcija krvotoka. Istraživači su proučavali dve vodeće vakcine protiv pneumokoka: PCV13 i PPV23.
„Vakcinacija je značajno smanjila morbiditet i mortalitet od bakterijskih bolesti“, tvrdi dr Huanjuan Vang, vodeći autor serije eksperimenata objavljenih u Science Translational Medicine. Istraživanje je potvrdilo kako je došlo do uništavanja bakterija – i koja je od dve vakcine izazvala najefikasniji imuni odgovor.
Vakcine su jedno od najvećih tehnoloških dostignuća čovečanstva, jer su spasile stotine miliona života još od vakcine Edvarda Dženera protiv velikih boginja iz 1796. godine, koja je razvijena u Engleskoj za vreme vladavine Džordža III.
Većina vakcina, uključujući Dženera, razvijena je za borbu protiv virusa. A neke od najpoznatijih svetskih vakcina imale su dramatičan uticaj na javno zdravlje, pobedivši niz virusnih bolesti – boginje, grip, zauške, dečiju paralizu, SARS-CoV-2 i još mnogo toga.
Vakcine usmerene na bakterije podjednako su vešte u sprečavanju bolesti i spasavanju života od razornih infektivnih agenasa. Imunizacije koje pomažu telu da odbije bakterijske infekcije uključuju one koje su razvijene za borbu protiv difterije, pertusisa i tetanusa, zajedno sa pneumokoknim vakcinama. Ipak, ono što je ostalo provokativno – i istraživačko pitanje bez odgovora – bilo je kako je telo uhvatilo i ubilo pneumokokne bakterije kada je bilo izloženo.
Pre novog istraživanja, naučnici su sumnjali da je nakon vakcinacije imuni sistem naterao ključne ćelije, kao što su fagociti, da migriraju na mesta infekcije i unište bakterije koje su napale. Ali dok je taj scenario bio široko prihvaćen, osnovni mehanizmi kako bi mogao da funkcioniše ostali su nepoznati. Sada je međunarodna saradnja dala odgovor koji je prilično iznenađujući.
„Izveštavamo da imunitet izazvan vakcinom protiv invazivnih bakterija uglavnom deluje u jetri“, napisao je Vang. „Za razliku od trenutne paradigme da migrirajući fagociti pokreću imunitet izazvan vakcinom protiv patogena koji se prenose krvlju, otkrili smo da se invazivne bakterije hvataju i ubijaju u jetri vakcinisanog domaćina putem različitih imunoloških mehanizama koji zavise od zaštitne moći vakcine. .“
Vang, vakcinolog u Centru za istraživanje infektivnih bolesti na Univerzitetu Tsinghua u Pekingu, naglasio je da su mehanizmi uklanjanja patogena izazvanih vakcinom – kako i gde se u telu imuni sistem oslobodio invazivnih bakterija – ostali uglavnom nedefinisani, barem do Sada. I trebalo je naučnicima na tri kontinenta da pronađu odgovor i otkriju gde je imuni sistem uništio bakterije koje izazivaju bolesti.
Okrenuvši se mišjem modelu, mogli su da uporede efekte dve dobro poznate vakcine za Streptococcus pneumoniae, PCV13 i PPV23.
PCV13 je takozvana konjugirana vakcina. PCV je skraćenica za pneumokoknu konjugovanu vakcinu, a broj 13 označava broj sojeva S. pneumoniae od kojih štiti. Konjugovane vakcine se sastoje od dve podjedinice — slabog antigena kao jedne jedinice i jakog antigena kao jedinice nosača. Sa obe jedinice, imuni sistem ima jači odgovor na slab antigen, prema američkim centrima za kontrolu i prevenciju bolesti.
Druga vakcina analizirana u istrazi bila je PPV23, koja je polisaharidna vakcina. Inicijali označavaju pneumokoknu polisaharidnu vakcinu, koja štiti od 23 soja. Polisaharidna vakcina je dizajnirana da podstakne imunitet tako što izlaže imuni sistem šećerima koji pokrivaju površinu skoro dva desetina sojeva S. pneumoniae.
Tokom svojih eksperimenata, tim je uspeo da demonstrira upečatljivu razliku između sposobnosti hvatanja i ubijanja koju su podstakle dve vakcine. Uočena je veća efikasnost hvatanja i ubijanja sa formulacijom PCV13. Ta vakcina je bila povezana sa povećanim hvatanjem cirkulišućih patogena od strane endotelnih ćelija jetre.
PCV13 se dugo smatrao efikasnijim od PPV23, a Vang kolege su sada dale razlog za tu razliku. Istraživači su otkrili da snažniji PCV13 indukuje veće količine IgG antitela, i da PCV13 takođe snažnije angažuje Kupferove ćelije i epitelne ćelije u jetri.
Kupferove ćelije su makrofagi – fagocitna bela krvna zrnca – koja se nalaze u jetri prilepljeni na endotelne ćelije krvnih sudova. Endotelne ćelije su epitelne ćelije koje oblažu zidove krvnih sudova. Pošto su Kupferove ćelije fagocitne, što znači da gutaju i uništavaju invazivne mikroorganizme, njihova uloga je kritična u gruboj aktivnosti hvatanja i ubijanja, otkrili su Vang i njegove kolege.
Tim je u svom istraživanju uspeo da potvrdi da su i Kupferove i endotelne ćelije uhvatile S. pneumoniae u krvotok kroz mehanizam nalik na zatvarač pre nego što su ih uništile. Nasuprot tome, slabija PPV23 vakcina je angažovala samo Kupferove ćelije i izazvala manje količine IgG antitela. Naučnici su izvestili o sličnim obrascima hvatanja i ubijanja zasnovanih na jetri sa vakcinama protiv Neisseria meningitidis, glavnog uzroka bakterijskog meningitisa.
„Uz određene tehničke modifikacije, naši nalazi se takođe mogu koristiti za procenu kandidata za vakcinu za virusne patogene koji zavise od viremije za širenje“, zaključio je Vang, napominjući da je viremija prisustvo virusa u krvotoku.
