Duke istraživači su otvorili novi put u napadu na viruse gripa kreiranjem vakcine koja podstiče imuni sistem da cilja deo površine virusa koji je manje promenljiv.
Njihov pristup je dobro funkcionisao u eksperimentima sa miševima i tvorovima i može dovesti do šire zaštitnih vakcina protiv gripa i manjeg oslanjanja na godišnju vakcinu prilagođenu verzijama virusa te godine. Čak i sa vakcinama, grip svake godine ubija oko pola miliona ljudi širom sveta.
Ovaj novi pristup vakcini, opisan 1. maja u časopisu Science Translational Medicine, deo je petogodišnjih napora da se razvije dugotrajnija univerzalna vakcina protiv gripa koja bi bila u stanju da osujeti sve verzije virusa.
Sojevi gripa se nazivaju skraćenim kodom, na primer, H5N1, koji opisuje koje ukuse dva određena površinska proteina nosi. H (ponekad HA) je hemaglutinin, protein u obliku lizalice koji se vezuje za receptor na ljudskoj ćeliji, prvi korak ka ulasku virusa u ćeliju. N je neuraminidaza, drugi protein koji omogućava novonastalom virusu da pobegne iz ćelije domaćina i nastavi da inficira druge ćelije.
„Na česticama virusa postoji pet do 10 puta više hemaglutinina nego neuraminidaze“, rekao je dr Nikolas Hiton, vanredni profesor molekularne genetike i mikrobiologije u Dukeu koji je vodio istraživanje.
„Ako bismo vam uzeli krv da vidimo da li ćete verovatno biti zaštićeni od soja gripa, merili bismo šta vaša antitela rade na hemaglutinin kao najbolji pokazatelj šta će vam se verovatno desiti. Najjači korelati zaštite imaju u vezi sa imunitetom usmerenim na hemaglutinin.“
Vakcine uče imuni sistem da reaguje na delove virusa koji su posebno prilagođeni verzijama gripa za koje se očekuje da će biti najopasnije u predstojećoj sezoni gripa. Razlog zašto nam je potrebna nova vakcina protiv gripa svake jeseni nije zato što se vakcina istroši; to je zato što virus gripa stalno menja površinske proteine koje vakcine ciljaju.
Vakcine protiv gripa – i imuni sistem – imaju tendenciju da ciljaju na „glavu“ hemaglutinina nalik na sijalicu, a ne na stabljiku. Ali detalji tog regiona glave takođe se stalno menjaju, stvarajući trku u naoružanju između dizajna vakcine i virusa. Stabljika se, za poređenje, mnogo manje menja.
„Izvestan broj grupa je prošao kroz i eksperimentalno mutagenizirao ceo hemaglutinin i pitao ‘koje oblasti mogu da se promene i još uvek dozvoljavaju hemaglutininu da funkcioniše?’, objasnio je Heaton. „A odgovor je, ne možete stvarno promeniti stabljiku i očekivati da će nastaviti da funkcioniše.“
Tako je Dukeov tim nastojao da dizajnira proteine koji izazivaju imuni odgovor više fokusiran na stabljiku, a ne na glavu. „Virus je evoluirao da bi imuni sistem prepoznao ove (osobine na predelu glave). Ali ovo su oblici koje virus može da promeni. To je podmukla strategija“, rekao je Hiton.
Koristeći uređivanje gena, kreirali su više od 80.000 varijacija proteina hemaglutinina sa promenama u jednom delu tačno na vrhu domena glave, a zatim su testirali vakcinu ispunjenu mešavinom ovih varijacija na miševima i tvorovima.
Zbog širokog spektra konformacija glave koje su predstavljene imunološkom sistemu i relativne konzistencije stabljika, ove vakcine su kao odgovor proizvele više antitela na deo hemaglutinina. „Prilika da imuni sistem vidi taj (deo glave) iznova i iznova kao što je potrebno je ugrožena jer postoji raznolikost“, rekao je Hiton.
U laboratorijskim testovima i na životinjama, eksperimentalna vakcina je izazvala da imuni sistem jače reaguje na regione stabljike jer su ostali dosledni. Ovo je podstaklo imuni odgovor na vakcinu u celini, au nekim slučajevima čak i poboljšalo odgovore antitela na glavni deo proteina.
„Antitela protiv stabljike rade drugačije“, rekao je Heaton. „Njihov mehanizam zaštite nije nužno da blokiraju prvi korak infekcije. Dakle, onda je naša ideja bila: „Šta ako možemo da smislimo vakcinu koja nam daje oboje? Šta ako možemo da dobijemo dobra antitela na glavu, a da istovremeno dobijemo i antitela na stabljiku u slučaju da je izbor vakcine bio pogrešan, ili ako postoji pandemija?“
„U suštini, list kaže, da, možemo to da postignemo“, rekao je Hiton.
Nakon što je u nekim eksperimentima primenjena visoko varijantna vakcina, 100% miševa je izbeglo bolest ili smrt od onoga što je trebalo da bude smrtonosna doza virusa gripa.
Sledeći koraci istraživanja će pokušati da razumeju da li se isti nivo imuniteta može postići predstavljanjem manje od 80.000 varijanti hemaglutinina.
