Cilj vakcinisanja je sticanje imuniteta bez infekcije.
Razvijanje imuniteta protiv nekog virusa je način na koji naše telo može da pobedi bolest, ako dođe do zaraze. Taj imunitet sprečava i da se ubrzo ponovo razbolimo, ako budemo izloženi istom virusu. Vakcine proizvode ovu zaštitu bez procesa bolesti. Da bismo razumeli kako to funkcioniše, pogledajmo prvo kako naše ćelije funkcionišu u “normalnom” stanju, a šta se događa kada dođe do virusne infekcije, ili tokom primanja vakcine.
Funkcionisanje ljudske ćelije kada ne postoji infekcija
- Naši geni su upisani u molekulima DNK, koji se nalaze u hromozomima unutar jedra (nukleusa) naše ćelije.
- Naši geni se prepisuju u iRNK molekule, koji se oslobađaju u ćeliju.
- iRNK molekuli u ćeliji se (najvećim delom) prevode u proteine, koji zatim učestvuju u različitim životnim procesima.
Infekcija koronavirusom
- Nakon zaraze, koronavirus se vezuje za naše ćelije, i ulazi u njih. Kada uđe, oslobađa svoj RNK molekul, koji se meša sa našim “humanim” RNK molekulima.
- Ćelija na osnovu virusne RNK počne da proizvodi proteine i druge delove neophodne za sastavljanje virusnih čestica.
- Od ovih delova nastaju novi virusi, koji se zatim šire kroz telo, a disanjem, kijanjem, i kašljanjem prelaze u okolinu — gde zaražavaju druge ljude.
- Naš imunski sistem tada počinje da traži način da uništi napadača. Imunskom sistemu je potrebno vreme, više dana ili čak nedelja, da otkrije koja antitela se uspešno vezuju za virus, i da ih proizvede u dovoljnoj količini . Dok naš organizam radi na tome, virus se širi, nanosi štetu organizmu, i pokušava da uspori i omete razvoj imuniteta.
RNK se iz ćelije ne može vratiti i zatim ugraditi u naš DNK. Inače bi naši genomi bili prepuni ostataka RNK iz svih ovakvih virusa koje smo u životu ikada preležali!
Zašto je teško napraviti lek za virus?
Bakterije, gljivice, i drugi spoljni napadači su živi organizmi koji imaju i svoj način funkcionisanja. Mi možemo da napravimo lekove koji ubijaju napadače tako što ciljaju specifične delove biohemije koji su drugačiji od naših. Na primer, bakterije imaju ćelijski zid, dok ljudske ćelije nemaju. Zato smo mogli da napravimo mnogo različitih antibiotika koji sprečavaju formiranje ćelijskog zida, što je smrtonosno za bakterije, ali bez uticaja na naše ćelije.
Međutim, virusi koriste našu sopstvenu ćelijsku mašineriju i sve delove ćelije neophodne da se uspešno razmnože. Virusna RNK i virusni proteini su pomešani sa proteinima domaćina, a naše ćelije su “prevarene” da ih tretiraju kao svoje. Lekovi koji sprečavaju funkciju virusa bi time sprečavali i normalnu funkciju naših ćelija.
Zbog ovoga, razvoj antivirusnih lekova zahteva veoma dug i težak rad, da se nađe neki detalj koji je specifičan za virus, a koji se može “napasti” lekom.
U slučaju virusnih infekcija, mnogo je bolje sprečiti nego lečiti. Drugim rečima, vakcinisati se i razviti imunitet je bolje nego dopusti virusu da uđe u organizam i zatekne ga nespremnog.
Adenovirusne vakcine (AstraZeneca, Johnson&Johnson, Sputnik V)
- Vakcina u telo unosi adenovirus napravljen genetskim inženjeringom. Virus ulazi u ćeliju, dolazi do nukleusa, i ubacuje u njega malo svog genetskog materijala (samo jedan gen).
- Našoj ćeliji u prvom trenutku taj gen izgleda kao i svi drugi normalni geni. Tako da se na osnovu njega proizvedu iRNK molekuli, koji se zajedno sa svim našim običnim iRNK izbacuju iz jedra u ćeliju. Ubrzo nakon toga, virusni gen bude prepoznat kao strani i uništen (razore ga naši enzimi).
- Ta iRNK koja je nastala na osnovu virusnog gena se prevodi u jedan protein koronavirusa, takozvani „šiljak,“ koji je kritično važan za vezivanje virusa za ljudske ćelije.
- Naš imunski sistem, u punoj snazi (jer ne mora da se bori sa virusom koji napada razne organe u telu), ima vremena da nauči kako da napravi antitela protiv „šiljka.“ Ako kasnije u telo dođe stvarni virus, ova antitela će ga odmah prepoznati preko „šiljka“ i uništiće ga.
Prednost adenovirusne vakcine je što proizvodi nešto što organizmu liči na stvarnu infekciju, dovodeći do značajnog i širokog imunskog odgovora. Takođe, ovakve vakcine se brže mogu razviti i brže proizvesti nego klasične.
Mana ovog pristupa je što mnogi ljudi imaju otpornost prema adenovirusima, jer smo svi bili izloženi mnogim vrstama različitih adenovirusa tokom života (dotični virusi izazivaju uglavnom prehlade). Kod osoba koje imaju značajnu otpornost, imunski sistem uništi adenovirus iz vakcine pre nego što može da se dogodi proces infekcije i proizvodnje „šiljka“ — što znači da ne uspe ni razvoj imuniteta protiv koronavirusa.
RNK vakcine (Pfizer-BioNTek, Moderna)
- Vakcina u naše telo unosi kapljice masti koje štite stabilizovani molekul RNK. Neke od naših ćelija če uhvatiti te kapljice i uneti ih u sebe.
- Iz kapljica se u ćeliji oslobađaju molekuli stabilizovane RNK, koji se mešaju sa “domaćim” RNK naših ćelija.
- RNK iz vakcine se prevodi u jedan protein koronavirusa, takozvani „šiljak,“ koji je kritično važan za vezivanje virusa za ljudske ćelije.
- Naš imunski sistem, u punoj snazi (jer ne mora da se bori sa virusom koji napada razne organe u telu), ima vremena da nauči kako da napravi antitela protiv „šiljka.“ Ako kasnije u telo dođe stvarni virus, on će odmah biti prepoznat i uništen.
RNK vakcine su najidealnija od postojećih tehnologija. Imaju najmanje sastojaka (samo masti, voda, soli, i RNK molekul), najlakše se proizvode u ogromnim količinama, najbrže se razvijaju, i proizvode širok imuni odgovor.
Jedina mana je što je tehnologija nova: ovo su prve vakcine ovog tipa koje ulaze u upotrebu. Do sada nisu viđeni posebni razlozi za brigu, ali pažljivo posmatranje i praćenje se nastavljaju.
Na isti način kao što naša “domaća” RNK ne može da se vrati u genom, u jedro, niti da izmeni naš genetski kod; i kao što ni virusna RNK tokom virusne infekcije (kao ni RNK koja se proizvodi kod adenovirusnih vakcina) ne mogu da dodju do genoma i menjaju naš genetski kod — tako to ne može da se desi ni kod RNK vakcina.
Stare tehnologije: umrtvljeni virus (Sinovac, Sinopharm), i rekombinantni proteini (Novavax)
16. Umrtvljeni virus. Virus se uzgoji veštački, u ćelijskoj kulturi, zatim se deaktivira (doda se supstanca koja uništi njegovu RNK i onemogući njegovo infektivno dejstvo). Daje se zajedno sa dodacima, odnosno ađuvansima (supstance koje aktiviraju imunski sistem).
Prednost vakcina sa ubijenim virusima je što je u pitanju stara i dobro poznata tehnologija.
Ali i mane su mnogobrojne: proizvodnja je sporija i teža, a rezultati su manje predvidljivi. Svaka osoba razvija otpornost na drugačiji način, budući da ubijeni virus daje imunskom sistemu mnogo različitih meta. Često se događa da ovakve vakcine imaju vrlo nisku efikasnost, i potreban je dug razvoj da se nađe dobra kombinacija načina deaktivacije virusa, vrste adjuvansa i same doze vakcine.
17. Rekombinantni proteini. Imunski sistem koristi ubijene viruse da nauči da prepozna metu, i da se odbrani ako (i kada) naleti na živi virus.
Van ćelija se proizvede samo jedan protein iz ciljnog virusa (u ovom slučaju šiljak). Zatim se ovaj protein unese u telo zajedno sa ađuvansima, supstancama koje aktiviraju imunski sistem. Imunski sistem registruje ovaj protein kao napadača i pravi antitela, što omogućava brzo prepoznavanje i borbu protiv stvarnog virusa koji nosi iste te proteine na svojoj površini.
Ove vakcine se prave po staroj tehnologiji, lako se proizvode u velikim količinama i daju imunskom sistemu vrlo jasnu i dobro definisanu metu za antitela. Mana je što ovakve vakcine često proizvode slabiji imunitet koji brže nestaje. Takođe, ovakve vakcine su bolje u proizvodnji antitela, ali su manje efikasne od ostalih metoda u proizvodnji tzv. ćelijskog imuniteta.
Prvi veliki neuspeh u proizvodnji vakcina protiv koronavirusa se desio u ovom domenu: francuski gigant Sanofi nije uspeo da proizvede dovoljnu otpornost u studijama svog kandidata za vakcinu.
Međutim, druga kompanija, Novavax, je objavila ohrabrujuće preliminarne rezultate i očekuje se da će se uključiti na tržište vakcina u toku sledećih nekoliko meseci.
Kada primimo vakcinu, kada razvijamo imunitet?
Organizmu je potrebno vreme da proizvede zaštitu od virusa. Odmah nakon vakcinacije niste automatski zaštićeni!
Potrebno je dve nedelje nakon prve doze da bi se razvila čak i delimična otpornost. Puna otpornost koju nudi vakcina razvija se dve nedelje nakon što se primi druga doza. Tek tada, nakon te druge doze, nastaje pun nivo zaštite.
Međutim, i tada niste 100% zaštićeni. Iako je vakcinisana osoba zaštićena od teških oblika bolesti, i dalje je neophodan oprez. Takođe, još uvek nije sigurno da li vakcina sprečava prenošenje virusa. Iskustvo sa prethodnim vakcinama protiv starih virusa pokazuje da većina sprečava i širenje, ali ne sve. Tako da su mere zaštite (maske i distanciranje) neophodne sve dok epidemiolozi ne potvrde da je postignut kolektivni imunitet (da je oko 80% ljudi imuno, ili kroz vakcinaciju ili tako što su preležali bolest).