Polscy naukowcy opracowują prototypową szczepionkę przeciwko wirusowi Zika

Wirus ZIKA – przenoszony głównie przez komary – zwykle powoduje łagodne objawy lub przebiega bezobjawowo, ale może również powodować poważne wady wrodzone u dzieci urodzonych przez kobiety zakażone w czasie ciąży.

W 2015 roku na całym świecie, zwłaszcza w Ameryce Środkowej i Południowej, zaczął być obserwowany gwałtowny wzrost liczby zakażeń wirusem ZIKA. Wtedy to gdańscy naukowcy wpadli na pomysł przygotowania szczepionki przeciwko temu wirusowi. „Prace trwały od 2016 do 2022 roku i rozpoczęły się w czasie epidemii wirusa Zika w Ameryce Południowej” – mówi dr Ewelina Król, dziekan Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, kierownik projektu.

Dodaje, że w tamtym czasie „prowadzono wiele badań w różnych ośrodkach naukowych oraz firmach biotechnologicznych i farmaceutycznych. Co jakiś czas pojawiały się nowe doniesienia o testowaniu nowych typów szczepionek lub ich większej skuteczności. Konieczne było przeprowadzenie badań w szybkim tempie i zbadanie różnych czynników wpływających na skuteczność preparatu, co trwało długo. Ostatecznie, pomimo wielu badań klinicznych, jak dotąd na rynek nie wprowadzono żadnej szczepionki ZIKA”.

Prace gdańskich naukowców z Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, w tym dr Gabrieli Brzuskiej, dr Anny Czarnoty i profesora Bogusława Szewczyka, doprowadziły do ​​stworzenia prototypowej szczepionki przeciwko wirusowi Zika .

Kierownik zespołu dr Król wyjaśnia, że ​​przedmiotem wynalazku są sekwencje aminokwasowe zmodyfikowanych białek rekombinowanego wirusa Zika (ZIKV) lub rekombinowane cząstki wirusopodobne (VLP) zawierające co najmniej dwa białka wirusa Zika.

Jak powiedziała PAP – Nauka w Polsce: „W naturalnych warunkach dwa białka otoczki ZIKV (prM i E) tworzą cząstki wirusopodobne, czyli wysoce zorganizowane struktury przypominające wirusa, ale pozbawione materiału genetycznego. VLP można wytwarzać w kilku typach komórek eukariotycznych (komórkach ssaków, owadów, pierwotniaków), ale produkcja ta jest na ogół nieefektywna.

„Nasz wynalazek polegał na wprowadzeniu pewnych modyfikacji do sekwencji aminokwasowych białek strukturalnych wirusa Zika (E i/lub prM) w celu zwiększenia produkcji VLP w komórkach eukariotycznych. Wprowadzone przez nas modyfikacje miały także na celu zwiększenie potencjału immunogennego VLP, czyli zdolności do indukowania odpowiedzi immunologicznej po podaniu jako szczepionki. Dzięki temu organizm może skuteczniej bronić się przed infekcją wirusem Zika.”

Do niedawna istniały dwa ważne kierunki podejścia do prac nad nowymi szczepionkami na flawiwirusy, do których rodziny należy wirus ZIKA. Jednym z nich było stworzenie szczepionek na bazie wirusów inaktywowanych lub atenuowanych. Wirusy inaktywowane to wirusy, które zostały wystawione na działanie czynników, które je zabijają (na przykład temperatura lub chemikalia). Wirusy atenuowane to wybrane szczepy wirusów – tak osłabione lub tak zmienione, że nie są w stanie namnażać się w organizmie i nie stanowią zagrożenia dla zdrowia człowieka. Wirusy atenuowane stosuje się w szczepionkach przeciwko żółtej febrze lub dendze, a inaktywowane – w szczepionkach przeciwko kleszczowemu zapaleniu mózgu lub japońskiemu zapaleniu mózgu. Obecnie jednak prace skupiają się głównie na opracowaniu szczepionek rekombinowanych.

Jak mówi dr Król: „Skuteczność przygotowanego antygenu zbadano in vivo (w żywym organizmie – PAP), na mysim modelu zwierzęcym. Wykazaliśmy, że rekombinowane VLP będące przedmiotem wynalazku mogą być składnikiem szczepionki, która będzie indukować odpowiedź immunologiczną w organizmie.

Oprócz antygenu szczepionka zawiera zwykle dodatkowe składniki, w tym adiuwant, którego zadaniem jest wzmocnienie odpowiedzi immunologicznej. „W naszych badaniach sprawdziliśmy skuteczność kilku adiuwantów w połączeniu z opracowanym przez nas antygenem. Nasz preparat był testowany na modelu zwierzęcym, jednak aby stał się szczepionką, wymaga jeszcze wielu badań przedklinicznych i klinicznych na ludziach” – mówi dr Król.

Patent na wynalazek (pod tytułem „Sekwencje rekombinowanych cząstek wirusopodobnych flawiwirusów i ich zastosowanie medyczne w zapobieganiu zakażeniom wirusem Zika”) został udzielony przez Urząd Patentowy RP. „Wniosek obejmuje również zastosowanie rekombinowanych białek lub cząstek wirusopodobnych jako immunogennego elementu szczepionki zapobiegającej infekcjom wirusem Zika oraz jako antygenu diagnostycznego do wykrywania infekcji flawiwirusami, zwłaszcza wirusem Zika, wirusem kleszczowego zapalenia mózgu i wirusem dengi. ’, mówi dr.

Pomimo przeznaczenia znacznych środków na rozwój szczepionki bezpośrednio po wybuchu epidemii wirusa ZIKA w 2015 roku, obecnie na rynku nie ma zatwierdzonych preparatów przeciwko wirusowi Zika. Prace nad większością produktów pozostają w fazie przedklinicznej lub wczesnej fazie klinicznej. „Obecnie prace nad opracowaniem i wprowadzeniem szczepionki przeciwko wirusowi Zika uległy znacznemu spowolnieniu, gdyż na całym świecie znacząco spadła liczba przypadków, a co za tym idzie, zmniejszyły się także środki na badania nad tym tematem” – mówi dr hab.

Dodaje, że wybuch pandemii wirusa SARS-CoV-2 spowodował także, że firmy farmaceutyczne zmieniły profil badawczy, aby jak najszybciej opracować szczepionkę przeciwko COVID-19.

Zapytana, co wyróżnia rozwiązanie gdańskich naukowców od rozwiązań opracowanych na całym świecie, odpowiada, że ​​jej zespół wprowadził „kilka modyfikacji naturalnych sekwencji białek strukturalnych wirusa Zika: modyfikację sekwencji sygnałowej, modyfikację sekwencji oddzielającej białek strukturalnych i modyfikacji domeny transbłonowej głównego białka otoczki wirusa Zika. W literaturze nie ma dotychczas doniesień na temat takich zmian sekwencji. W roztworach najczęściej wykorzystuje się naturalne sekwencje białek ZIKA” – dodaje naukowiec.

Kontynuując, mówi: „Wszystkie wprowadzone modyfikacje miały na celu otrzymanie cząstek wirusopodobnych w postaci jak najbardziej zbliżonej do natywnej cząstki wirusowej, zwiększenie efektywności ich wytwarzania w układzie ekspresyjnym, a także zwiększenie ich immunogenności, tj. zdolność do stymulacji układu odpornościowego do wytwarzania przeciwciał neutralizujących wirusa.

Wirus Zika przenoszony jest na ludzi głównie przez komary Aedes, w tym komara egipskiego i komara tygrysiego. Jednakże do zakażenia może dojść także podczas stosunku płciowego, a wirus może zostać przeniesiony z kobiety w ciąży na płód.

Większość osób zarażonych wirusem Zika nie ma żadnych objawów lub ma łagodne objawy, takie jak gorączka, wysypka, bóle stawów i mięśni, zaczerwienienie oczu i ból głowy. Zakażenie zwykle nie jest śmiertelne i uodparnia osobę na dalsze zakażenie tym wirusem. Jednak u kobiety w ciąży zakażenie wirusem może skutkować poważną wadą wrodzoną u dziecka, taką jak małogłowie i słabo rozwinięty mózg.

Wirus Zika należy do rodziny Flawirusów, do której zaliczają się także następujące wirusy: denga, żółta febra, Zachodni Nil i kleszczowe zapalenie mózgu.

Szczepienie, które ma chronić przed infekcją wirusową, polega na dostarczeniu organizmowi bezpiecznego bodźca, który zmusza go do wytworzenia przeciwciał do walki z infekcją. Pomysł jest taki, że organizm uczy się rozpoznawać i zwalczać określone patogeny w bezpiecznych warunkach. Dzięki temu, jeśli w przyszłości ktoś ulegnie zakażeniu, organizm dysponuje „arsenałem” w postaci przeciwciał neutralizujących gotowych do walki z patogenem.

PAP – Nauka w Polsce, Anna Mikołajczyk-Kłębek

amk/ zan/ kap/

tr. RL