Dr Katarzyna Kasperkiewicz, immunolog z UŚ: Drobnoustroje chcą przetrwać - jak my. Szczepionka przeciw COVID-19 może zmienić bieg pandemii

Już blisko rok zmagamy się z koronawirusem SARS-CoV-2 wywołującym groźną chorobę COVID-19. Tylko w Polsce od marca 2020 roku do 25 stycznia 2021 zmarło w Polsce 35 tys. 665 zakażonych. Liczba ofiar śmiertelnych na świecie przekroczyła 2 mln ludzi.

Dzięki mobilizacji naukowców na całym świecie opracowana została szczepionka mRNA. Zdaniem naukowców może okazać się jednym z wielkich osiągnięć ludzkości. Dr Katarzyna Kasperkiewicz, immunolog z Uniwersytetu Śląskiego w najnowszym wydaniu "Gazety Uniwersyteckiej UŚ" wyjaśniła, jak działa, na czym polega jej innowacyjność, jakie niepożądane reakcje może wywołać i jak może zmienić bieg pandemii.

Co wiemy o szczepionce mRNA przeciw COVID-19?
Jak tłumaczy ekspertka, szczepionka wprowadzona na rynek przez firmy Pfizer/BioNTech oraz Modernę ma sprawić, że nasz układ immunologiczny znacznie szybciej i skuteczniej zareaguje na kontakt z wirusem SARS-CoV-2. – Kluczowe jest to, że użyty w szczepionce preparat nie zabija wirusa, lecz ma zapobiec rozwinięciu się w naszym organizmie pełnoobjawowej, groźnej choroby, jaką jest COVID-19. W praktyce oznacza to, że powszechna immunizacja nie służy bezpośrednio wyeliminowaniu koronawirusa, lecz ma łagodzić skutki jego zjadliwości względem organizmu człowieka. W efekcie szczepienia wniknięcie koronawirusa do naszych komórek będzie o wiele trudniejsze – wyjaśnia mechanizm działania szczepionki.

W historii nauki o szczepieniach znamy szczepionki przeciwbakteryjne i przeciwwirusowe zawierające szczepy żywych drobnoustrojów i martwe drobnoustroje.

– Już dawno odeszliśmy od podawania podczas immunizacji żywych drobnoustrojów (lub aktywnych – w przypadku wirusów) (...) Innym rodzajem antygenu stosowanego w szczepionce może być fragment mRNA drobnoustroju. Z taką technologią mamy do czynienia właśnie w przypadku szczepionki, o której rozmawiamy. Jest to stosunkowo nowy temat rozwijany w immunizacji od około dwudziestu lat – mówi dr Kasperkiewicz.

Antygen w postaci mRNA to pewien odcinek kwasu rybonukleinowego, krótka informacja genetyczna koronawirusa SARS-CoV-2 podana domięśniowo, w formie zastrzyku. Nie trafia zatem do krwiobiegu.

– Gdy zostaje wstrzyknięta, nasz organizm natychmiast rozpoczyna proces odczytania i „przepisania” informacji na rybosomach. Nie ma możliwości, aby mRNA przedostało się do jądra komórkowego i zaszkodziło w jakikolwiek sposób naszemu DNA – to nie te struktury i nie to miejsce, nie może nam więc zaszkodzić ani – z biologicznego i medycznego punktu widzenia – nie może wywołać choroby COVID-19 – przekonuje immunolog.

Antygen w postaci mRNA musi być stabilny. Dlatego rolą naukowców pracujących nad wynalezieniem szczepionki było opracowanie zabezpieczenia dla fragmentu RNA wirusa, aby po podaniu go w szczepionce przetrwał w naszym organizmie w niezmienionej formie do czasu, aż wykształcą się przeciwciała.

Takim nośnikiem okazały się nanolipidy, czyli niewielkie cząsteczki lipidowe stanowiące osłonkę fragmentu mRNA, odpowiadające za stabilizację antygenu w szczepionce. – W mojej ocenie jest to pomysłowa, bardzo nowoczesna technologia – podkreśla dr Kasperkiewicz.

Co dzieje się w organizmie po wstrzyknięciu mRNA?
Reakcję antygen–przeciwciało ekspertka porównuje do zależności między zamkiem a kluczem. Jedno musi pasować do drugiego w stu procentach.

– W przypadku szczepionki przeciw COVID-19 wprowadzany jest fragment mRNA koronawirusa SARS-CoV-2 kodujący tylko jedno wybrane białko wirusa, który skłania komórki naszego organizmu do produkcji antygenu wirusowego, dzięki czemu powinniśmy efektywniej i szybciej odpowiadać na to zakażenie. W szczepionce podsuwamy więc naszym komórkom to, co mają produkować – wyjaśnia.

Pobudzony układ immunologiczny powinien zareagować aktywacją limfocytów B, które po pewnym czasie wytworzą przeciwciała właściwe tylko dla tego antygenu.

– Najpierw wytworzą się przeciwciała klasy IgM, które chronią nas zaledwie przez 4 może 5 dni, a potem zanikają. Jeśli antygen dalej stymuluje układ immunologiczny, wytwarzają się przeciwciała klasy IgG. Na tych właśnie nam zależy – tłumaczy.

Czym różni się podanie szczepionki od ratującego życie chorym osocza ozdrowieńców?
Dr Kasperkiewicz wyjaśnia, że jest to tak zwana immunizacja bierna, czyli uznana w wakcynologii forma... szczepienia.

– Różnica polega na tym, że podajemy pacjentom gotowe przeciwciała zamiast antygenu. Rozwiązanie skutkuje niemal natychmiastową aktywacją mechanizmów obronnych w organizmie pacjenta, dzięki czemu reakcja na namnażające się struktury komórkowe wirusa zostaje przyspieszona i zintensyfikowana. Jest to szczególnie ważne w przypadku osób ciężko przechodzących chorobę COVID-19, gdy ich organizm jest zbyt osłabiony, by móc samodzielnie zwalczyć groźnego „obcego” – zaznacza naukowiec.

Metoda ta jest znana od dawna. Jak przypomina immunolog, znakomicie sprawdza się w przypadku szybko rozwijających się chorób zakaźnych, z ciężkim przebiegiem dla pacjenta, takich jak tężec czy wścieklizna. Przeciwciała podawane są także np. wtedy, gdy lekarz lub pielęgniarka mieli kontakt z krwią osoby chorej, na przykład na wirusowe zapalenie wątroby.

Gotowe przeciwciała działają wtedy, gdy koronawirus wniknął już do naszych komórek i być może wytworzył miliony swoich kopii. Czas „życia” przeciwciał z osocza w organizmie jest dość krótki.

– Jeżeli cała podana pacjentowi pula została wykorzystana, to nic nas nie chroni. Tymczasem szczepienie ma stymulować nasz organizm do samodzielnego wytwarzania przeciwciał. Takie przeciwciała mogą być wytwarzane ciągle, jeśli tylko komórki są stymulowane antygenem – przypomina ekspertka UŚ.

W przekonaniu dr Kasperkiewicz żadna z firm wprowadzających szczepionkę na rynek – ani Pfizer, ani Moderna – nie zaryzykowałyby swojej reputacji, gdyby nie była pewna jakości swoich produktów.

– Zdaję sobie sprawę z tego, że to nowa choroba. Wakcynologia jest jednak nauką o kilkusetletnim doświadczeniu, a zaproponowana w szczepionce przeciw COVID-19 technologia była rozwijana przez niezależne grupy naukowców od wielu lat – tłumaczy.

Jakie reakcje niepożądane wywoływać może szczepionka przeciw COVID- 19?
Immunolog przypomina, że badania wskazują możliwość wystąpienia bólu głowy czy ogólnego zmęczenia, ustępującego najczęściej następnego dnia. Mogą wystąpić także reakcje alergiczne, dlatego po podaniu szczepionki należy pozostać przez około 30 minut w placówce medycznej.

Jeśli cokolwiek dzieje się po podaniu szczepionki, należy to zgłosić do punktu szczepień, skąd te informacje zostaną przekazane do producenta. Na tej podstawie potem szacuje się częstotliwość występowania różnych NOP-ów i umieszcza takie dane w rekomendacjach dla lekarzy i opisie preparatów.

Dr Kasperkiewicz przypomina także, że w praktyce tylko pewien procent społeczeństwa zostanie poddany immunizacji i cała nadzieja pokładana jest w wypracowaniu odporności stadnej.

– W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że gdy koronawirus „trafi” na osobnika silniejszego, zaszczepionego, będzie stopniowo się modyfikował. Z taką mniej zjadliwą formą powinny sobie poradzić organizmy niezaszczepione. W efekcie z czasem pandemia ustanie – tłumaczy.

Może sprawdzić się jednak i mniej optymistyczny scenariusz.

– Rozmawiamy o nieprawdopodobnie skomplikowanych mechanizmach. Drobnoustroje nie pozostają w walce bierne i... mutują, dostosowując się do zmieniających się warunków. Chcą przetrwać, jak i my – podkreśla naukowiec.

To oznacza, że pandemia może potrwać dłużej, a immunizacja będzie sezonowa, jak to ma miejsce w przypadku szczepień przeciwko grypie.

– Wystarczy, że zmieni się jeden element w budowie koronawirusa, i nasz układ odpornościowy go nie rozpozna. Mówiłam już o zasadzie klucza i zamka: ta zgodność musi być stuprocentowa – przypomina dr Kasperkiewicz.