Před rokem WHO varovala na nebezpečnou pneumonii, která se rozšířila v čínském městě Wuhan. Tento rok byl kvůli viru SARS-CoV-2 uzavřený skoro celý svět. Nebezpečí je skutečné a nemělo by se brát na lehkou váhu. Farmaceutické společnosti začaly okamžitě hledat vakcínu. Přibližně o 11 měsíců později ji našly. Proč tento proces, který obvykle trvá několik let, zabral méně než rok? Jak fungují vakcíny na bázi mRNA? Jsou bezpečné? V čem je tato technologie revoluční?
Jak fungují viry?
Nejdříve si musíme vysvětlit jak fungují viry. Virová částice je malý parazit, který se snaží za každou cenu dostat k buňkám vašeho organismu. Jakmile je u ní, tak nad ní přebere kontrolu. Jak se mu to podaří? Konkrétně koronaviry, mezi které patří i SARS-CoV-2, mají na svém povrchu spikes, dlouhé vláknité výběžky připomínající chapadla. Tyto výběžky se připojí na buňku a pomocí tubulárních proteinů do ní vloží zahnízděné transkripty, také nazývané mRNA nebo messenger RNA.
Tyto zahnízděné transkripty jsou něco jako informace o tom, co má buňka vytvářet. Virus samozřejmě nechce, aby buňka pokračovala ve svém vlastním životě. Virus jí tedy zadá informaci, aby tvořila další virové částice. Buňka si myslí, že tuto informaci obdržela od organismu a poslechne. Tímto způsobem si virus z Vašeho těla udělá továrnu na sebe sama.
V tomto bodě však zakročí i Váš imunitní systém, který si všimne, že něco není v pořádku. Buňky imunitního systému vyhledávají virové částice, aby je neutralizovaly, a jiné zabíjejí buňky, které již byly nakaženy. To však trvá velmi dlouho a náš imunitní systém se potřebuje naučit, aby při kontaktu s konkrétním virem konal co nejrychleji. Na to používáme vakcíny.
Vakcína na bázi mRNA
Epidemie viru SARS v letech 2002 až 2003 byla také způsobena koronaviry. Studie koronavirů z této epidemie ukázaly velkou podobnost s virem, kterému čelíme dnes. Už tehdy vědci poukazovali na vláknité výběžky viru a na jejich klíčovou roli v šíření viru. Dnes jsme tyto informace využili.
Když imunní buňky identifikovaly vláknité výběžky, tak varovaly imunitní systém a začaly se vůči viru bránit. To je přesně ta reakce, kterou se snažíme pomocí vakcíny získat. Společnosti Moderna a Pfizer, které mají vyvinuté vakcíny, se zaměřili právě na toto. Jejich snahou bylo naučit buňku identifikovat vláknité výběžky, což by jí zaručilo imunitu aniž by prošla nákazou. Jak to však mohou lékaři dokázat?
Použili nejsilnější zbraň tohoto viru proti němu: mRNA. Vakcína předá buňce informaci, aby tvořila specifický tubulární protein, z něhož se skládají vláknité výběžky viru. Samy o sobě jsou tyto výběžky neškodné, ale buňce tento proces nabídne možnost identifikovat je bez jakéhokoli nebezpečí. Buňka bude tedy umět reagovat na přítomnost vláknitých výběžků i bez toho, aby se setkala se samotným virem.
„Myslím, že v budoucnu uvidíme významné průlomové objevy vycházející z této technologie.“
Larisa Labzin, epidemioložka,, University of Queensland
Ve způsobu, jakým vakcíny předávají mRNA informaci do nukleus buňky, se různé společnosti liší, ale princip je zachován. Jeden ze způsobů je například to, že buňku dostanou do kontaktu s geneticky modifikovaným virem, který je zcela neškodný. Více o tomto způsobu si víte přečíst zde. Pfizer už požádal o nouzovou autorizaci své vakcíny , aby ji mohli podávat alespoň v krajních případech.
Jak jsme se dostali k mRNA vakcínám?
Nejedná se o žádný zázrak. Tyto vakcíny společnost Moderna zkoumala posledních několik let. Společnost BioNTech, která spolupracuje se společností Pfizer, se už léta snažila najít takovou vakcínu na chřipku. Vakcíny na bázi mRNA byly během na dlouhou trať. Jelikož se jednalo o průlom na poli medicíny, výzkum nebyl jednoduchý. Globální pandemie však přinutila společnosti zvýšit tempo a investovat do výzkumu více financí i času. Vyplatilo se to. Současné vakcíny mají až 95% úspěšnost a během příštího roku se dostanou do oběhu.
Co je skvělé je to, že vakcíny na bázi mRNA jsou plug-and-play. To znamená, že je můžete libovolně upravit a vždy budou fungovat. V podstatě se skládají ze dvou částí: mRNA instrukce a lipidového obalu, ve kterém se instrukce nacházejí. Teoreticky dokážete do lipidového obalu vložit jakoukoliv informaci a přikázat tělu vytvářet proteiny, které chcete. Jak jsme již zmínili, v případě vakcín od společností Pfizer a Moderna se jedná o protein zodpovědný za dlouhé vláknité výběžky.
„Mechanismus, kterým specifické mRNA vakcíny aktivují imunitní systém, nám zatím není znám.“
Magdalena Plebanski, profesorka imunologie, RMIT University Australia
I přesto, že na papíře a v laboratoři vypadají výsledky velmi slibně, to, co se děje v samotném těle buňky, stále nevíme. Je třeba si zachovat zdravou dávku skepticismu. Největším problémem je náchylnost vakcín na teplo. Vakcína Pfizer musí být skladována při teplotě -70 stupňů Celsia a vakcína od společnosti Moderna při -20 stupních Celsia.
Našli jsme lék na všechny budoucí pandemie?
Věřit, že současná pandemie je unikátní jev by bylo slepé. V minulosti jsme se setkali s nejednou pandemií a nejedna nás stále čeká. Dokázaly by tedy vakcíny na bázi mRNA odvrátit nebo alespoň zmírnit budoucí pandemie? Krátká odpověď je jednoduchá: Nevíme.
Stále nám zbývá ověřit laboratorní výsledky testovaných vakcín v praxi, pozorovat jejich dlouhodobou účinnost a vyřešit logistické problémy, které způsobuje jejich náchylnost na teplo. Dokáží tyto vakcíny zcela zničit koronavirus nebo jen zpomalí jeho šíření? Na jak dlouho vydrží získaná imunita? Nevíme.
Pokud by však vše fungovalo a nenastaly by žádné neřešitelné komplikace, tento malý krok vpřed by mohl zcela přetransformovat způsob léčíby nákazy. Pokud mRNA vakcíny skutečně naplní plug-and-play vizi, kterou lékařům daly, a můžeme s jejich pomocí syntetizovat libovolné proteiny, jaké to budou?
Potenciální aplikace takové formy terapie by mohla být u onkologických pacientů. Už probíhá velký počet klinických studií, jejichž výsledky poskytnou lepší pohled na tuto otázku. Terapie pomocí konceptu mRNA se zatím ukázala jako pozitivní řešení rakoviny prostaty, rakoviny plic nebo rakoviny močového mechýře. Nikdo neříká, že Moderna bude mít funkční vakcínu proti rakovině za pár dní, ale studie ukazují, že to je jedno z potenciálních řešení.
Nevíme, zda mRNA vakcíny ukončí všechny pandemie, ale to, že pomohou ukončit tuto pandemii, nám může nabídnout náskok před tou další.