Možemo li razviti cjepiva protiv svih zaraznih bolesti?

Slika: virus hepatitisa C, elektronska mikroskopija.
Je li to samo retoričko pitanje? 

Ideja iz nekog filma žanra znanstvene fantastike? U raspravama o cjepivima vrlo često se stječe dojam kako postoji (pre)veliki broj cjepiva.

Istina je sasvim suprotna. Broj cjepiva je malen u odnosu na broj mikroorganizama koji mogu izazvati infekcije. Odabrali smo ih iz nužde. U nekim slučajevima, zbog iznimne zaraznosti, poput ospica (morbila) i mogućnosti brzog širenja. 

Kod nekih bolesti, zbog velike smrtnosti i opasnosti, poput tetanusa ili bjesnoće. Imamo ih jer smo uspjeli. Protiv nekih bolesti, usprkos našem velikom trudu, velikim novcima i vremenu potrošenima na istraživanje, još nismo razvili cjepiva. Naučimo na primjeru virusa hepatitisa C zašto u tome (još) nismo uspjeli.

Razočaravajući rezultati

Ove godine su objavljeni razočaravajući rezultati kliničke studije još jednog cjepiva protiv virusa hepatitis C. Više istraživačkih grupa desetljećima pokušava razviti cjepivo, ali stari lukavi lisac svaki put pobjegne. Virus hepatitisa C otkriven je u dugotrajnoj potjeri dostojnoj Hercula Poirota. 

Nakon otkrića virusa hepatitisa A i B već smo sedamdesetih godina XX. stoljeća shvatili kako postoje pacijenti koji imaju kronični hepatitis premda nisu zaraženi tim virusima. Nazvan je non-A/non-B hepatitis. Znanstvenici su se bacili u potragu ali klasičnim metodama nisu uspjeli izolirati uzročnika. 

Pretpostavili su kako se vjerojatno radi o virusu i prije otkrića samog virusa pokušali su liječenje interferonom alfa, skupinom proteina koji u tijelu potiču antivirusni imunološki odgovor. Pacijenti su bili bolje. Nakon prestanka liječenja, ponovo bi došlo do pogoršanja stanja, a ponovnim ciklusom terapije stanje bi se opet poboljšalo. 

Flavivirusi

1989. godine iz krvi tih bolesnika konačno je genetskim metodama izoliran uzročnik – virus hepatitisa C ili hepacivirus C (HCV). HCV pripada obitelji flavivirusa (Flaviviridae). Virusi kao genetski materijal mogu nositi DNK ili RNK, a HCV je RNK virus. RNK nosi „zapis“ niza gena za proteine virusa. Neki od tih proteina gradi središte virusa (core protein), drugi dio gradi ovojnicu (E ili envelope proteini), a ostali proteini su bitni za umnožavanje tog virusa. 

Virus stvara i poseban protein koji nosi povećanu otpornost na interferon.

Nakon otkrića HCV-a, sve je trebalo biti jednostavno. Opcije su bile slične drugim cjepivima:

  1. stvoriti atenuirani soj, kao kod ospica
  2. u slučaju da ne možemo stvoriti atenuirani soj, uzgojiti virus i kemijski ga inaktivirati, kao što to, primjerice, radimo s virusom dječje paralize
  3. stvoriti rekombinantno cjepivo kao u slučaju hepatitisa B

U naše planove umiješala se biologija ovog ćudljivog virusa. Živa bića se umnožavaju tako da umnožavaju svoj genetski kod. Kod nekih virusa, to je DNK. Kod jedne velike skupine virusa, to je RNK

Vrlo pojednostavljeno, RNK virusa poslužit će kao kalup za stvaranje novih RNK molekula i time velikih količina novih virusa zahvaljujući enzimima nazvanim polimerazama. Oni povezuju gradivne jedinice DNK i RNK, nukleotide. 

Samoprovjera enzima polimeraze

U mnogim bićima enzimi polimeraze koji rade procese umnožavanja genetskog koda provjeravaju sami sebe kako ne bi napravili grešku. Engleski jezik je ovo svojstvo nazvao „proofreading“. Ako su enzimi morali staviti A (adenin), provjerit će da li su stavili ispravnu molekulu. Ovaj proces je vrlo efikasan, u najgorem slučaju ugradit će jedan pogrešan nukleotid na njih stotinu milijuna. Kada to ne bi radili, zbivale bi se greške a to su mutacije. Previše mutacija mogle bi ugroziti funkciju živog bića.

Enzim polimeraza u HCV-u, naizgled paradoksalno, ne provjerava radi li grešku, nije „proofreading“. Kada bi se tako ponašale ljudske stanice, nagomilali bi toliko mutacija da bismo nastradali ili od tumora ili više ne bi funkcionirali fiziološki procesi. HCV polimeraza radi puno grešaka, u prosjeku jedna generacija uvodi jednu pogrešku na samo 9000 nukleotida. 

Mutacija virusa

Koji je razlog ove neobične ljubavi prema mutaciji? HCV to radi da pobjegne imunološkom sustavu. Imunološki sustav stvorit će obranu protiv HCV-a i broj virusa će se smanjiti. Naš imunološki sustav vrlo je specifičan, prepoznaje točno određenu strukturu proteina virusa. No, HCV se vrlo efikasno umnožava, svaki dan može nastati 1000 000 000 000 novih virusa. 

Nove generacije virusa stvorit će nove mutante. Dio mutiranog „potomstva“ riskira da neće biti funkcionalan, ali jedna od brojnih mutacija unijet će promjenu u strukturu koju naš imunološki odgovor neće moći prepoznati. Te mutante bit će „slobodne“ jer ih organizam neće napadati. Umnožit će se. Potom će imunološki sustav opet stvoriti imunološki odgovor stvoriti odgovor protiv novih mutanti. Ali će onda nastati nove mutante. Ta igra povuci – potegni traje godinama i ovo je jedan od razloga kroničnosti (dugotrajnosti) hepatitisa C. 

Nastaje toliko generacija mutacija da ih možemo otkriti unutar jednog pacijenta. Znanstvenici su ih nazvali – kvazispecijama (quasispecies).

Mehanizmi zaštite

To nije jedini mehanizam zaštite. Dio virusa kojeg imunološki sustav često napada je ovojnica virusa. HCV je našao strategiju zaštite koji nije samo neprestani bijeg mutacijama. Štiti se – šećerima. Proteini iz ovojnice virusa na sebe vežu šećere koji ih štite od napada protutijela. To nije jedini način skrivanja. Proteini ovojnice sliče normalnim ljudskim proteinima krvi koji prenose masnoće, nazvani lipoproteini, tzv. LDL i VLDL lipoproteini. 

Zbog toga se HCV sakrije od imunološkog odgovora i u njima i tako kolaju po krvi. Upravo zahvaljujući lipoproteinima, uspijevaju i zaraziti stanice bez da dođu u doticaj s protutijelima. Čak i kada organizam uspije stvoriti efikasna protutijela, dio virusa se tako sakrije od njih. 

Uz sve to, imunološke stanice, makrofagi, mogu poslužiti HCV-u da uspješno inficira stanice jetre. Makrofagi će „osjetiti“ prisustvo virusa i potaknut će upalu. Upala će pak potaknuti ljudski protein okludin a baš on će omogućiti ulazak virusa u stanicu jetre. HCV je iskoristio moć imunološkog sustava da napada nove stanice jetre.

Postoji li onda efikasno cjepivo?

Kako napraviti efikasno cjepivo protiv virusa koji se neprestano mijenja i toliko uspješno štiti od imunološkog sustava? To je vrlo težak zadatak. Na tom putu dugo godina nismo imali napretka jer nismo uspjeli uzgojiti HCV. Nismo imali jednostavan in vitro model. 

U slučaju virusa bjesnoće, ospica, rubeole, dječje paralize i drugih koje poznajemo u cjepivima presudni korak u nastanku cjepiva bio je uzgoj virusa na stanicama, ljudskim, majmunskim ili pilećim. Danas neki gunđaju protiv uzgoja na tim stanicama nesvjesni činjenice kako je upravo uzgoj virusa omogućio razvoj cjepiva. Kod HCV-a to nismo uspjeli, već smo prvi in vitro model stvorili tek 2003. godine. 

Ideja istraživanja cjepiva je bila jasno postavljena. Virus jest lukav jer može mutirati i skrivati se, ali ne može raditi mutacije unedogled. Neke virusne strukture moraju ostati uvijek iste, jer bi mutacije tih struktura bile nespojive s životom virusa. Takve regije zovemo „konzervirane“. Treba odabrati točno određeni “konzervirani” fragment virusa koji ne može mutirati i probati s njim izazvati imunološki odgovor. 

Daljnja borba naučnika

Nekoliko istraživačkih grupa u tome je uspjelo i stvorilo rekombinantna cjepiva, ali do sada takva cjepiva nisu bila dovoljno djelotvorna u ljudima. Srećom, u liječenju hepatitisa C napravili smo veliki napredak, ali ta bolest i dalje predstavlja rizik.

Dosadašnji neuspjeh cjepiva protiv hepatitis C virusa može imati drugačiji smisao. Trebamo biti zahvalni na onom što smo uspjeli i za što imamo cjepivo. Nastanak svakog cjepiva koje danas postoji poznaje brojne neuspjehe i padove i iziskivao je napor i znanje velikog broja istraživača. 

Ne banalizirajmo taj veliki trud.

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/