Naukowcy mają pomysł na skuteczniejsze szczepionki, nie tylko na COVID-19, ale i na inne choroby zakaźne

To, jak wygląda struktura szczepionki, jest równie ważne dla jej skuteczności, jak jej skład - doszli do wniosku naukowcy i zaproponowali, aby do projektowania przyszłych szczepionek wykorzystać tak zwane sferyczne kwasy nukleinowe.

Więcej o pracach nad szczepionkami przeciw chorobom zakaźnym przeczytasz na głównej stronie Gazeta.pl.

- To może być nowa platforma technologiczna dla twórców szczepionek - uważają badacze. Próby przeprowadzone na myszach pokazały, że eksperymentalna szczepionka przeciw COVID-19, oparta na nanocząsteczkach zwanych SNAs, uchroniła od śmierci 100 procent zainfekowanych myszy. Wystarczyła jedna dawka. Donoszą o tym naukowcy z Northwestern University (USA) na łamach czasopisma "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).

Zespołem badawczym kierował prof. Chad A. Mirkin, który kilka lat temu wynalazł sferyczne kwasy nukleinowe (SNAs). Są to mikroskopijne cząsteczki o średnicy najwyżej 15 nanometrów, zbudowane z nanocząsteczki (najczęściej ze złota lub srebra), na której znajdują się gęsto upakowane kwasy nukleinowe. Dzięki temu te niezwykle małe struktury zyskują nowe właściwości, którymi przewyższają możliwości fizyczne i chemiczne tradycyjnych, zbudowanych spiralnie kwasów nukleinowych (czyli zwykłego DNA lub RNA).

SNAs potrafią na przykład przeniknąć do wnętrza komórek i tam bezpośrednio modyfikować geny. Pokonują nawet barierę krew-mózg. Ponadto nie wywołują reakcji immunologicznej i wolniej się rozpadają niż konwencjonalne kwasy nukleinowe, co znacznie zwiększa ich możliwości.

Jak poprawić skuteczność szczepionek

Naukowcy spojrzeli na problem skuteczności szczepionek od innej strony. Jak tłumaczą, zamiast skupiać się na składnikach (czyli na białku "trenującym" odporność oraz stymulatorach układu immunologicznego), zabrali się za strukturę preparatu. Uznali, że dla zmaksymalizowania działania szczepionek przeciwwirusowych ważne jest, jak jej składniki prezentują się organizmowi. Zaprojektowali więc szczepionkę wykorzystującą te same komponenty, których używa się w tak zwanych podjednostkowych szczepionkach na COVID-19. To część białka kolca koronawirusa oraz adiuwanty, czyli substancje wzmacniające poszczepienną odpowiedź immunologiczną na podany antygen. Jednak "opakowali" je zupełnie inaczej.

Wewnątrz lipidowego rdzenia nanocząsteczki SNA znalazł się antygen (czyli białko kolca), który otoczono kwasami nukleinowych (oligonukleotydami), mającymi stymulować układ immunologiczny. W tym celu naukowcy wybrali pewną specyficzną sekwencję DNA, działającą podobnie jak adiuwant.

Tak zaprojektowaną szczepionkę podano myszom zakażonym COVID-19. Wszystkie zwierzęta, które ją otrzymały, przeżyły infekcję, nie stwierdzono też u nich uszkodzeń płuc charakterystycznych dla COVID-19. Natomiast te zainfekowane myszy, które nie dostały zastrzyku, zmarły w ciągu dwóch tygodni.

Co więcej, zaszczepione preparatem SNA myszy miały po dwóch tygodniach 14 razy wyższy poziom przeciwciał neutralizujących niż zwierzęta, którym dla porównania podano mieszankę soli fizjologicznej z białkiem kolca i różnego rodzaju adiuwantami (na przykład z takimi, jakie stosuje się w szczepionkach na odrę, grypę czy zapalenie wątroby typu B). Poziomy przeciwciał były porównywalne z tymi, które indukują obecnie stosowane szczepionki na COVID-19.

To może być pomysł na szczepionki na inne choroby zakaźne, nie tylko COVID-19

Twórcy eksperymentalnej szczepionki SNA uważają, że sferyczne kwasy nukleinowe mogą się sprawdzić jako platforma przy projektowaniu preparatów na choroby zakaźne w przyszłości. COVID-19 był tylko pretekstem do badań. 

- W tym eksperymencie, chociaż jego wyniki są dość imponujące, celem nie było konkurowanie z istniejącymi już szczepionkami na COVID-19. To część przygotowań na wypadek pojawienia się kolejnych mutacji lub następnej choroby zakaźnej - mówi Max Distler, który współpracował z prof. Mirkinem przy tym projekcie. Taka "strukturalna" szczepionka mogłaby zadziałać nawet w przypadku wirusa HIV, który jest niezwykle trudnym celem - przekonują naukowcy, zapowiadając kontynuowanie doświadczeń.

Źródła: MedicalXPress.com, PNAS