Racionálna vakcinológia umožní urobiť akúkoľvek vakcínu omnoho účinnejšou

Vakcíny proti škodlivým patogénom, ako je koronavírus, fungujú tak, že trénujú imunitný systém, aby rozpoznal konkrétny zárodok skôr, ako človek ochorie. Ak sa potom človek niekedy v budúcnosti nakazí, jeho imunitný systém môže začať pôsobiť skôr, ako sa infekcia rozbehne. Časť vakcíny, ktorá spúšťa imunitnú odpoveď, sa nazýva antigén. Môže to byť neškodný kúsok cieľového patogénu (kúsok proteínu) alebo oslabená či zneškodnená verzia celého vírusu. Vakcíny s mRNA obsahujú genetické inštrukcie, ktoré učia telo vytvárať antigény. Namiesto toho, aby sa snažili predchádzať chorobám, snažia sa ich liečiť tým, že spustia imunitný systém, aby identifikoval a napadol rakovinové bunky.

Antigénmi týchto vakcín býva jedna alebo viac špecifických molekúl, ktoré sa nachádzajú na nádorových bunkách. Či už je vakcína navrhnutá tak, aby sa zamerala na rakovinu, alebo patogény, mnohé z nich obsahujú látku, ktorá zvyšuje imunitnú odpoveď. Tá sa nazýva adjuvans a môže to byť čokoľvek od hliníkových solí po nukleové kyseliny. Typicky sa adjuvans a antigén jednoducho zmiešajú počas výroby vakcíny. Musia sa však zmiešať v optimálnom pomere, aby sa maximalizovala účinnosť vakcíny.

V roku 1996 tím vedený Chadom Mirkinom, riaditeľom Medzinárodného inštitútu pre nanotechnológiu pri Severozápadnej univerzite, vynašiel štruktúru pozostávajúcu z jadra nanočastíc pokrytého vláknami nukleových kyselín, vďaka čomu má vzhľad „brmbolca“. Nazvali ju sférická nukleová kyselina (spherical nucleic acid – SNA) a odvtedy sa používa v klinických štúdiách na dodávanie liekov do buniek so sľubnými výsledkami. V roku 2019 tím demonštroval, ako by sa SNA dali použiť aj ako modulárna platforma pre vakcíny proti rakovine – nádorové antigény a adjuvansy nukleových kyselín by sa dali naložiť spolu a nanoštruktúry by ich doručili do imunitných buniek.

Tento prístup, ktorý nazvali racionálna vakcinológia, umožňuje vývojárom špecifikovať, koľko z každej zložky vakcíny sa má dodať do každej bunky. Vakcíny vyvinuté prostredníctvom racionálnej vakcinológie dodávajú presnú dávku antigénu a adjuvansu každej imunitnej bunke, takže sú všetky rovnako pripravené na napadnutie rakovinových buniek. Ak sa pozeráme na imunitné bunky ako na vojakov, tradičná vakcína zanecháva niektoré z nich neozbrojené. Nová vakcína ich všetky vyzbrojí mocnou zbraňou na zabíjanie rakoviny. Racionálna vakcinológia dáva vývojárom aj možnosť diktovať presné umiestnenie zložiek vakcíny na SNA – antigény môžu byť vnútri nanočastice, pripojené k jej povrchu alebo pripojené ku koncom nukleových kyselín.

Ukázalo sa, že to má prekvapivý vplyv na účinnosť – v závislosti od štruktúry môžu byť rovnaké zložky vakcíny neúčinné alebo schopné vyliečiť rakovinu liečených zvierat. Väčšina vakcín proti rakovine je navrhnutá tak, aby aktivovala jeden typ imunitných buniek: zabíjačské T bunky. Vo svojej najnovšej štúdii tím zo Severozápadnej univerzity demonštroval, ako môže vakcína SNA naplnená viacerými antigénmi aktivovať aj pomocné T bunky. V porovnaní s vakcínou proti rakovine SNA iba s jedným antigénom spustila vakcína s viacerými antigénmi produkciu dvojnásobného počtu antigénovo špecifických T buniek a zvýšila ich aktiváciu o 30 % na myšom modeli agresívneho melanómu. Vedci takisto zistili, že by mohli zvýšiť účinnosť multiantigénovej vakcíny úpravou jej štruktúry.

Mirkinov tím verí, že racionálna vakcinológia by mohla zvýšiť účinnosť mnohých typov vakcín. Napríklad v roku 2022 preukázali vakcínu proti COVID-19, ktorá ochránila 100 % myší pred smrteľnou dávkou koronavírusu. Čoskoro by sa malo začať zisťovať, či sa sľubné výsledky týchto štúdií na myšiach prenesú aj na ľudí. Startup Flashpoint Therapeutics, založený Mirkinom, chce v roku 2024 spustiť klinické skúšky vakcíny na báze SNA proti rakovine krčka maternice.

Zdroj: bigthink.com.