Kvasac i proteini virusa u cjepivima

Kvasac i proteini virusa u cjepivima

Poznajete li dijabetičara ili dijabetičarku koji koriste inzulin? Otkriće inzulina i njegovo korištenje kao lijeka predstavlja tektonsku promjenu u medicini. Dotada neizlječiva bolest postala je izlječiva, djeca koja su trebala umrijeti mlada doživjela bi starost.
 Inzulin se dobivao pročišćavanjem iz svinjske ili goveđe gušterače. To je imalo svoje mane, a jedan je i veliki broj životinja koji je potreban za proizvodnju inzulina. 1978. godine na eurovizijskom natjecanju u Parizu pobijedio je prvi put Izrael, igrajući se riječima dječje premetaljke „Volim te“, „A-Ba-Ni-Bi“. Čovječanstvo je te godine simbolički izašlo iz perioda djetinjstva genetike kao znanosti. Prvi put smo jedan ljudski gen prenijeli u bakteriju Escherichia coli. Čitajući univerzalne kodove DNK Eshcerichia coli je napravila ljudski protein – inzulin. Takve smo proteine uzgojene izvan matičnog organizma nazvali rekombinantni proteini. Četiri godina kasnije, medicina je dobila prvi rekombinantni protein – lijek. Bio je to inzulin.

 

Rekombinirani proteini
Tehnika rekombinantnih proteina od tada je stasala u zrelo biće i dalje se razvija. Dobili smo mogućnost da određeni ljudski protein potreban za liječenje ili dijagnostiku dobivamo u malenim živim „tvornicama“. Osim bakterije Escherichia coli to mogu biti i druge dražesne stanice. Kvasci, neke o stanica sisavaca ili insekata. Nije trebalo proći dugo vremena da zamislimo ideju rekombinantnih proteina u cjepivima. Zašto smo to trebali napraviti?
Od doba Pasteura preko američkih i japanskih znanstvenika (ali i hrvatskih!), uspjeli smo utišati (atenuirati) određene bakterije i viruse. O tome smo već pisali. Oni sami bi izgubili sposobnost da uzrokuju bolesti, ali bi izazvali obrambenu imunološku reakciju koja bi nas kroz kraće ili duže vrijeme štitila od tih istih uzročnika bolesti ili njihovih toksina (otrova). 
Ipak, ovaj pristup imao je svojih slabosti. Ponekad jednostavno ne bismo mogli „utišati“ nekog uzročnika bolesti. 
 
Hepatitis B
 
Primjer na kojem ćemo to naučiti je virus hepatitisa B.
Razni virusi mogu izazvati hepatitis (upalu jetre). Virus hepatitisa tip B je široko rasprostranjen po svijetu i kronični oblik ove bolesti znatno povećava rizik nastanka zloćudne bolesti, hepatocelularnog karcinoma. Znanstvenici su se suočili s problemom kako atenuirati virusa koji ne bi izazivao bolest. 
 
Zbog velike medicinske potrebe za cjepivom, tim američkog znanstvenika Maurice Hillmana krenuo je u proizvodnju cjepiva iz ljudske krvi zaraženih pacijenata odnosno krvi populacija izloženih povećanom riziku. Tehnikama pročišćavanja i inaktivacije svi su virusi bili inaktivirani („ubijeni“). Cjepivo je registrirano 1981. godine pod imenom Heptavax. Postojao je problem. 
Za proizvodnju virusa koristio se ljudski materijal koji je podložan oscilacijama u dostupnosti. Trebalo je dokazati sa sigurnošću kako cjepivo ne sadrži aktivne viruse a te metode su često kompleksne i skupe i zahtijevaju više razina provjere. 
Uz to, znanstvenici su jasno upozorili na drugi problem. Cijepljenjem će doći do pada broja oboljelih, a time bi se i smanjio izvor materijala za cjepivo. Trebalo je naći bolji način.
 
Rekombiniranje
 
1986. čileanski znanstvenik Pablo Valenzuela odlučio je iskoristiti rekombinantnu tehnologiju kako bi riješili problem cjepiva protiv hepatitisa B. Zvuči jednostavno, uzet ćemo neki protein virusa, ubaciti ga u bakteriju Escherichia coli, staviti u cjepivo i posao je gotov. Tako jednostavno nije bilo. 
 
Virusi imaju više proteina. Kada virus uđe u organizam, tijelo će stvoriti imunološki odgovor protiv mnogih dijelova raznih proteina virusa, ali samo će vrlo mali broj njih stvoriti zaštitni imunitet. 
Podsjetite se kako nastaje imunološka reakcija tijekom cijepljenja. Znanstvenici su odabrali protein koji nazivamo HBsAg, površinski protein hepatitisa B. 
Znali smo kako je imunološki odgovor protiv ovog proteina ključan za obranu organizma protiv njega. Drugi važni odabir bio je „domaćin“ koji će stvarati rekombinantni protein. Umjesto bakterije Escherichia coli odabran je kvasac, Saccharomyces cerevisiae
Odabran je zbog načina na koji kvasac „složi“ taj virusni protein tijekom njegovog stvaranja, Esherichia coli za razliku od kvasca to lošije radi i protein stvoren u toj bakteriji ne bi bio pogodan za cjepivo. Čestice tog proteina se skupljaju u kulturi kvasca i pročišćavaju. 
 
Tijekom proizvodnje cjepiva HBsAg se slaže u skupine koje sliče na sam virus i takve skupine zovemo VLP, virus-like particle odnosno čestice slične virusu. Vrlo slična metodologija VLP-a primijenjena je u kasnijim cjepivima protiv humanog papiloma virusa (HPV). Čestice slične virusu pojačavaju imunološki odgovor.
Problem je bio riješen. Zahvaljujući kvascu, dobili smo neiscrpan izvor proteina virusa. 
Nismo se trebali bojati potencijalne zaraznosti iz cjepiva dobivenog iz ljudske krvi niti desetljećima tražiti atenuirani soj ovog opasnog virusa. Cjepivo protiv hepatitisa B je recentnija priča o uspjehu, smanjenja pobola od te bolesti s prijelaza iz XX. u XXI. stoljeće.
 
Tvornice proteina
 
Osim kvasca, kao „tvornicu“ rekombinantnih proteina koristimo i stanice insekata vrste Trichoplusia. Gen ćemo ubaciti u bakulovirus, tip virusa koji će narediti stanicama insekata da proizvode željeni protein. Tako smo dobili čestice slične virusu u cjepivu Cervarix protiv humanog papiloma virusa. Cjepivo Gardasil 9 namijenjeno imunizaciji protiv istog virusa koristi kvasac Saccharomyces cerevisiaekao „tvornicu“. Cjepivo Hexacima sadrži HBsAg proizveden isto i kvascu vrste Hansenula polymorpha, dok Infanrix Hexa cjepivo kao „tvornicu“ HBsAg koristi kvasac Saccharomyces cerevisiae.
 
Ako je rekombinantna tehnologija toliko elegantna, zbog čega onda nismo zamijenili sva „živa“ virusna cjepiva ovom tehnologijom? Odgovor nije težak – neka cjepiva su još uvijek efikasnija ako se radi o živom atenuiranom virusu, kao što je slučaj, primjerice, kod ospica. Tko zna, jednog dana ćemo možda svjedočiti i promjeni takvih tradicionalnih cjepiva. Za neka cjepiva u određenim zemljama imamo dva oblika cjepiva, kao kod cjepiva protiv gripe. Imamo „tradicionalno“ cjepivo proizvedeno uzgojem u kokošjim jajima te rekombinantno cjepivo proizvedeno u stanicama insekata Spodoptera frugiperda
Ovo cjepivo još uvijek nije registrirano za ljude mlađe od 18 godina, stoga se u mnogim zemljama, pa i našoj, još uvijek koristi klasično cjepivo uzgojeno na jajima.
 
Rekombinantna cjepiva pomogla su i pomažu u smanjenju pobolijevanja od hepatitisa B i posljedica infekcije HPV-om te u dijelu država i protiv gripe. U budućnosti koja dolazi ovakvih će cjepiva, vjerojatno, biti i više.
U objavama do sada smo ulazili u prilične dubine detalja cjepiva. U sljedećoj temi vrijeme je za malu sistematizaciju i ponavljanje – kakva to cjepiva sve postoje u medicini?
 
Na slici je prikazan kvasac.
5/5
Podijelite dalje

dr.sc. Stribor Marković mag.pharm.

1992. godine upisujem studije medicinske biokemije na Farmaceutsko-biokemijskom fakultetu. Nakon završene četiri godine studija odlučujem upisati i studij farmacije. Svoj tadašnji znanstveni interes imao sam prilike razviti radeći kroz dvije godine diplomski rad kod dr. Blaženke Grahovac i cijelom tadašnjem timu Hrvatskog zavoda za transfuzijsku medicinu u čijem sam laboratoriju imao prilike napraviti svoje prve korake. Diplomirao sam na temu molekularnog određivanja vrste Borrelia burgdorferi sensu lato u kliničkim uzorcima. Zahvalan sam i drugoj mentorici, profesorici Marici Medić-Šarić na gotovo majčinskoj podršci i na prvoj znanstvenoj publikaciji. 1998. godine diplomirao sam oba studija i stekao titule magistra farmacije i diplomiranog inženjera medicinske biokemije. Vrlo kratko sam 1998. godine radio kao asistent na zavodu za organsku kemiju Farmaceutsko-biokemijskog fakulteta, a već iste godine zapošljavam se u istraživačkom institutu PLIVA d.d. čiji sam stipendist bio dvije godine. Počeo sam raditi kao istraživač u grupi koja se bavila istraživanjem novih protuupalnih lijekova kod dr. Mladena Merćepa. Njemu sam zahvalan, kao i svim kolegama, na svemu što sam naučio u znanosti, a toga je bilo puno. Biram li između istraživanja u industriji i akademskom okružju odabirem industrijsko okružje. Plod toga je nekoliko znanstvenih publikacija i više patenata. Postajem direktor istraživačkog programa u PLIVA d.d., a potom i voditelj stanične biologije u GlaxoSmithKline (GSK). Teško je nabrojati sve što sam prošao u znanstvenom iskustvu, od in vivo modela, molekularne i stanične biologije i niza tehnika. Smatram to privilegijom jer današnji koncept znanosti u industriji katkad više ograniči ljude nego im daje slobode. Više se ne smatram istraživačem i znanstvenikom, premda je, tko zna, jednom moguće da se vratim na taj posao. Ne volim ni da me tako zovu jer se ne volim krivo predstavljati. Kao prilog svoje povijesti prilažem listu radova. Ipak, ta povijest posla mi je dala puno vrijednog i zahvalan sam nekima omraženoj farmaceutskoj industriji na svemu što znam. 2005. godine postao sam doktor farmaceutskih znanosti s temom disertacije „Konjugati makrolida i glukokortikoida kao nova klasa protuupalnih lijekova.“ 2011. godine igrom neobičnog slučaja zaposlit ću se u Imunološkom zavodu d.d. najprije na Zavodu za transfuzijsku medicinu, a potom i kao direktor kvalitete. Bez obzira na težinu, to mi je bila velika privilegija i naučiti suptilnosti kontrole kvalitete cjepiva i proizvoda ljudske plazme obogati čovjeka za nivo striktnosti u kvaliteti koju druge grane industrije jedva dosežu. Bila mi je teška odluka otići i dan danas mi je žao te institucije i predivnih kolega koje sam tamo upoznao. Gdje su tu eterična ulja i biljke? Bezazleni tečaj aromamasaže u Aromari 2001. godine na kraju se pretvorio u hobi i interes. Zahvalan sam svojoj tadašnjoj tvrtki da je to bez problema ne samo tolerirala već su me i neki kolege ohrabrivali. Stekao sam samo jednu impresiju: svijet ljekovitih biljaka i eteričnih ulja je kaotični divlji Zapad u odnosu na striktnost svijeta farmaceutske industrije. U njemu ima potencijala koji treba razviti. Vremenom, to mi je postao moj glavni posao. Trebao sam položiti test i vlastite naivnosti i vremenom sam izgradio sve jasniji stav što je u tom svijetu prirodnih tvari i lijekova smisleno, a što je odnijela povijest. Svijet New Age-a ostavio je gorke uspomene na svijet „alternative“ i o tome trebam jednom napisati knjigu. Moj interes prema biljkama proširio se davno u svijet kozmetike, ali osobno ružno iskustvo dr. Stribor kozmetike udaljilo me još prije 3 godine od tog svijeta. Što sam znao, prenio sam na Plantageu kao mali hommage tom vremenu. Ako ikada nadrastem to gorko iskustvo ovaj interes, barem u smislu hobija, možda će se vratiti. Da bi se to desilo, ono staro prvo mora umrijeti, ali o tome više ne odlučujem ja. Moj današnji svijet je uvijek podređen osobnom učenju i iskustvu. Savjetujem pacijente i drago mi je što sam uopće prvi u struci razvio takav koncept koji je dio posla XXI. Stoljeća. Zahvaljujem se Atlantic Farmacia na uspješnoj suradnji kroz godine. Educiram puno druge i iz povijesti svojih prethodnih poslova pokušavam prenijeti svoja iskustva drugima i poraditi na općem znanju ne samo medicinskih djelatnika već cijelog društva. Aktivno pišem na Facebooku, izdao sam knjigu koja je plod tog pisanja, u grupi Samoniklog jestivog bilja, ali i u grupi Cijepljenje/vakcinacija – grupa za sve koji imaju pitanja i nedoumice, čime se zahvaljujem Imunološkom zavodu. Znam biti težak, premda sam uglavnom blagog karaktera. Tvrdoglav sam, ponekad prednost, katkad mana. Tko me povrijedio/la i financijski iskoristio/la, zauvijek ima zatvorena vrata. Nisam zlopamtilo osim u ekstremima kojih, srećom, nema puno. Na prste dvije ruke. Volim planinariti, to već mnogi znaju. Volim biljke ali i sve prirodne znanosti. Govorim francuski i engleski jezik. Više na: https://www.plantagea.hr/o-meni/