Istraživači sa Instituta Butantan i saradnici razvijaju snažniju verziju BCG vakcine koja štiti od tuberkuloze. Dok je konvencionalni imunizator smanjio infekciju za 90% u eksperimentima sa miševima, takozvani rekombinantni BCG je povećao stopu zaštite na 99%. Pored toga, nova formulacija je štitila životinje na značajno duži vremenski period.
„BCG je prva vakcina koju primamo po rođenju, i zaista je efikasna u zaštiti dece. Ali imunitet protiv bolesti ima tendenciju da opada u odraslom dobu, a pošto bakterije postaju otporne na antibiotike, niko nije bezbedan. Postojali su globalni napori da se pokušajte da poboljšate prevenciju plućne tuberkuloze kod odraslih Danas postoji oko 10 miliona novih slučajeva i 1,5 miliona smrtnih slučajeva godišnje u svetu“, rekla je Agencia FAPESP Luciana Cezar de Cerkueira Leite, istraživač u laboratoriji za razvoj vakcina Butantan instituta.
Da bi razumeli zašto rekombinantni BCG dovodi do jačeg i dugotrajnijeg imunološkog odgovora, grupa Butantan i saradnici iz nekoliko zemalja usvojili su pristup poznat kao sistemska biologija — ukratko, posmatrajući na životinjskom modelu ponašanje hiljada gena u različitim tkivima. (uglavnom pluća i limfni čvorovi) tokom čitavog sklopa imunološkog odgovora. Ovo uključuje sekvencioniranje stotina uzoraka, praćeno intenzivnom bioinformatikom i rudarenjem podataka.
Cerkueira Leite se osvrnula na ovu temu 29. juna tokom prezentacije na FAPESP Veek China. Panel, posvećen zdravstvenim i biomedicinskim pitanjima, takođe je uključivao Zhang Zhiiong sa Medicinskog univerziteta Guangdžou, Pedro Moraes-Vieira sa Državnog univerziteta Kampinas (UNICAMP), Ksin Jin, glavni naučnik u kineskoj kompaniji BGI, i Dan Zhang, co. -osnivač kompanije Hillgene BioPharma, takođe iz Kine. Posrednici su bili Ksin Jin (BGI) i Simone Appenzeller, profesor na UNICAMP-u.
„Sekvencionisali smo svu RNK koja je bila eksprimirana i prisutna u uzorcima uzetim u različito vreme: pre nego što je životinja imunizovana, sedam i 90 dana nakon imunizacije — kada se izazov izvrši [bakterije se inokulišu u nos glodara] — i sedam i 90 dana nakon izazova“, objašnjava Leite.
Poređeni su uzorci iz tri grupe miševa: jedan nije imunizovan, drugi je primio konvencionalni BCG, a treći je vakcinisan rekombinantnim BCG. U svakom trenutku analize upoređivani su geni sa povećanom ili smanjenom ekspresijom u različitim grupama.
„Već sedam dana nakon imunizacije, u grupi koja je dobila rekombinantnu verziju mogla se videti veoma velika promena: oko 200 gena je već bilo aktivirano, dok se u konvencionalnoj BCG grupi gotovo ništa nije desilo. Posle 90 dana, odgovor na Konvencionalni BCG je počeo da opada, dok je ostao isti u rekombinantnoj grupi, ali velika vest je da dve vakcine deluju kroz veoma različite metaboličke puteve i da smo u mogućnosti da ih mapiramo uskoro, otkriva istraživač.
BCG vakcina, sveprisutna u brazilskim porodilištima, razvijena je pre više od sto godina slabljenjem bakterije koja izaziva tuberkulozu goveda (Micobacterium bovis), koja je veoma slična onoj kod ljudske tuberkuloze (M. tuberculosis).
Kroz genetski inženjering, rekombinantna verzija je stekla sposobnost da proizvede fragment toksina koji je prvobitno lučila Escherichia coli, vrsta koja se obično nalazi u ljudskim crevima.
„Neke bakterije E. coli proizvode toksine otporne na toplotu, poznate pod akronimom LT, koji su visoko imunogeni, tj. izazivaju jak odgovor imunog sistema. U rekombinantnoj vakcini koristimo detoksifikovani fragment LT toksina [tzv. LTAK63 nije sposoban da izazove bolest, ali održava imunogenost, tako da deluje kao pomoćno sredstvo za BCG vakcinu“, objašnjava Leite.
Prve studije koje su koristile rekombinantnu BCG strategiju bile su usmerene na razvoj neonatalne vakcine protiv pertusisa, objasnio je istraživač. „To je zato što se BCG može dati pri rođenju, dok trenutno dostupan imunizator protiv hripavca [trostruka bakterijska vakcina ili DTP] pruža zaštitu tek od šestog meseca života. U ovom slučaju koristimo fragment toksina koji proizvodi bakterija pertusisa [Bordetella pertussis]“, objašnjava ona.
S obzirom na obećavajuće rezultate, ista platforma je korišćena u potrazi za novim i boljim vakcinama protiv velikog kašlja, tuberkuloze, pneumonije (uzrokovanih Streptococcus pneumoniae ili pneumococcus) i šistosomijaze, kao i u lečenju raka mokraćne bešike (u kom slučaju vakcina se koristi da „probudi“ imuni sistem i stimuliše ga da napadne tumor).
U eksperimentima sa životinjskim modelom tuberkuloze, otkriveno je da rekombinantni BCG stostruko smanjuje količinu bakterija u plućima i takođe smanjuje upalu u organu.
„Pokušavajući da ubiju bakterije, odbrambene ćelije na kraju napadaju sve u blizini i uzrokuju oštećenje tkiva. Ali pluća životinja imunizovanih rekombinantnim BCG-om su bela i manje upaljena. Opisujući mehanizam delovanja dve vakcine, sada shvatite zašto se to dešava“, kaže Leite.
Svo sekvenciranje RNK je u Šenženu, u Kini, izvršila kompanija BGI, koja pruža usluge genomike laboratorijama širom sveta. Istraživači sa Šenžen instituta za naprednu tehnologiju, Univerziteta u Sao Paulu (USP), Izraelskog koledža zdravstvenih nauka Alberta Ajnštajna, Fiokruza Baije, Novartis/GSK, Instituta Pasteur i Federalnog univerziteta Gojanija (UFG), između ostalih, sarađivao na studijama.
