Priča o bildanju

Često imunološku reakciju promatramo kroz prizmu nastanka protutijela. To su proteini koji napadaju opasne mikroorganizme i vrlo su specifični. Protutijela protiv ospica ne mogu napraviti ništa nekom drugom virusu. Ispod tog visoko specifičnog imuniteta postoji evolucijski stari sustav koji je daleko manje specifičan. 

No, on reagira brzo i uz to, daje signal specifičnom da počne raditi svoj posao. Jedan takav sustav ima sposobnost „nanjušiti“ radi li se o potencijalno opasnom mikroorganizmu, bakteriji, virusu ili gljivici. To je sustav Toll-like receptora. 

Oni su sposobni prepoznati stare, arhaične molekule na mikroorganizmima. Toll-like receptor 4 prepoznaje molekulu lipopolisaharid iz bakterija poput Escherichia coli. Toll like receptori 7, 8 i 9 mogu prepoznati DNK ili RNK opasnih virusa. 

Na taj način može točno usmjeriti najefikasniju obranu protiv njih. Tko voli pretraživati pojmove, možete ih naći pod nazivom pathogen-associated molecular patterns.

 

Osim sustava prepoznavanja mikroorganizama, naš imunološki sustav može prepoznati da li neki mikroorganizam predstavlja opasnost po naš organizam. Taj sustav senzora prepoznaje molekule koje nastaju oštećivanjem stanica. 

Nazvali smo ih sustav prepoznavanja oštećenja. Na pretraživanju možete ih naći kao pojam damage-associated molecular patterns.

 

 

U kontekstu cjepiva, najlakše je imunizaciju postići živim atenuiranim virusima. To su cjepiva protiv ospica (morbila), zaušnjaka (parotitisa) i rubeole, te cjepivu protiv rotavirusa i varičela-zoster virusa. Ti virusi sadrže u sebi dovoljno signala infektivnosti i opasnosti i mogu aktivirati imunološki odgovor. 

Oni su sami atenuirani i neće izazvati bolest koju divlji tip izaziva. Živa atenuirana cjepiva mogu postići imunost već nakon prvog davanja, jer se virusi još neko vrijeme umnožavaju u organizmu bez da uzrokuju bolest. 

Tako omogućuju višednevni ili višetjedni kontakt virusa s imunološkim sustavom. Ona lako potiču i obranu protutijelima i „stanicama ubojicama“ koje uništavaju zaražene stanice. BCG cjepivo kao atenuiran soj bakterije je slična priča.

 

Relativno je lako postići imunološki odgovor i inaktiviranim virusnim cjepivima koje primjenjujemo u ljudima. Ti su virusi inaktivirani (nisu više živi), ali zadržavaju molekule koje signaliziraju imunološkom sustavu putem Toll-like receptor sustava. 

Takva su cjepiva protiv dječje paralize, bjesnoće i hepatitisa A. No, oni se aktivno ne umnožavaju i znatnija razina imuniteta ne postiže se već nakon prvog davanja cjepiva. Uvijek je potrebno nekoliko doza za postizanje optimalne reakcije. 

Takva cjepiva dominantno će izazvati imunitet ovisan o protutijelima.

Postoje i cjepiva gdje smo tom sustavu morali pomoći. Zanat smo ispekli na tetanusu. Tetanus nije samo infekcija već je toksični učinak otrova bakterije Clostridium tetani na živčane stanice. 

Premda je taj toksin vrlo opasan u toksikološkom smislu, on u prirodnoj infekciji stvara slabu imunološku reakciju. Inaktivacijom tog toksina formaldehidom mijenja mu se struktura i kao takav može izazvati bolju imunološku reakciju. 

 

No, za punu imunost morali smo ipak primijeniti adjuvans, tvar koja pojačava imunološku reakciju. Dvadesetih godina smo počeli koristiti aluminijeve spojeve, aluminij hidroksid i aluminij fosfat (i sulfat). O njemu smo već pisali. 

Aluminijevi spojevi lokalno „zavaraju“ imunološki sustav aktivirajući signal opasnosti. To je dovoljno za nastanak imunološke reakcije čija memorija traje dugi niz godina. Identični koncept smo primijenili i kod difterije.

 

Sustav adjuvansa morali smo primijeniti i kod skupine cjepiva koja su rekombinantna. Cjepivo protiv hepatitisa B sadrži samo jedan rekombinantni protein virusa hepatitisa B. Budući da ne sadrži „ostatak“ virusa, gotovo ne daje signale infektivne čestice ili opasne tvari. 

Zbog toga smo i kod njega iskoristili aluminijeve spojeve za pojačanje imunološke reakcije. Isto smo napravili i s rekombinantnim cjepivom protiv humanog papiloma virusa (HPV-a).

Da li je aluminij jedini adjuvans koji koristimo u cjepivima? Ne, postoje i drugi. 3-O-desacil-4’-monofosforil lipid A (MPL) izolira se iz bakterije Salmonella minnesota. On je dio lipopolisaharida (LPS-a) koji aktivira signal infektivnosti preko Toll-like receptora 4. 

Za razliku od LPS-a koji može biti prilično opasan, MPL je daleko manje opasan a svejedno aktivira imunološki odgovor prema antivirusnoj obrani. Taj adjuvans se koristi u jednom od cjepiva protiv HPV-a, Cervarixu, te rekombinantnom cjepivu protiv varičela zoster virusa, Shingrixu.

 

 Na primjeru Shingrixa možemo vidjeti važnost adjuvansa. Postoji cjepivo protiv istog virusa, Varilrix, koje sadrži živi, atenuirani OKA soj virusa. Tom cjepivu ne treba adjuvans jer cijeli virus donosi „u paketu“ i signale infektivnosti i opasnosti. 

Shingrix sadrži samo rekombinantni glikoprotein E tog virusa i trebaju mu dodatni signali adjuvansa da potakne imunološku reakciju. MPL se koristi i u nekim cjepivima protiv gripe.

 

Postoje i adjuvansi poput skvalena koji su lipidne čestice. Skvalen je ugljikovodik, molekula građena od 30 ugljikovih atoma koju stvaraju i biljke i životinje. Stvaraju ga, logično, i ljudi u procesu biosinteze kolesterola i nalazi se i kao dio kemijskog sastava kože. 

On omogućuje bolji kontakt imunološkog sustava s antigenom. Postoji više varijanti adjuvansa sa skvalenom od kojih jedan sadrži i vitamin E i koji je nešto djelotvorniji od čistog skvalana. Oba se koriste u nekim cjepivima protiv gripe.

U potrazi za adjuvansima zatražili smo i pomoć biljnog svijeta. Još 1925. godine znanstvenici su uočili kako smjesa tapioka brašna i jedne druge biljke povećava imunološku reakciju cjepiva protiv tetanusa i difterije. Ta druga biljka zove se Quillaja saponaria. 

Kao što joj ime saponaria govori, pjeni se kada trljamo prah kore ovog drveta s vodom. Kemijski slična naša biljka je sapunika, Saponaria officinalis. One sadrže tvari koje zovemo saponini. 

Pročišćavanjem smo dobili adjuvans QS21. On ima zanimljiv mehanizam djelovanja jer potiče kontakt našeg tijela s tvarima protiv kojih treba razviti imunološku reakciju. Potiče obranu i protutijelima i „stanicama ubojicama“, citotoksičnim limfocitima. 

U komercijalnim cjepivima ovaj adjuvans našao je mjesto u cjepivu Shingrix protiv varičela-zoster virusa. Tko zna, možda ćemo ga sresti i u nekim budućim cjepivima koje dolaze.

Posebni problem predstavljala su nam i tzv. polisaharidna cjepiva. To su velike molekule sastavljene od raznih šećera koje se izoliraju iz bakterija meningokoka (Neisseria meningitidis) i pneumokoka (Streptococcus pneumoniae). 

Ova cjepiva su imunološki kuriozitet među cjepivima. Ona direktno komuniciraju s B limfocitima i potiču stvaranje protutijela. Ipak, imaju i svoje mane. 

Dodatnim cijepljenjem ne povećavaju titar protutijela za razliku od svih prethodno nabrojenih cjepiva, no to je manji problem jer uspijevaju stvoriti dobar imunološki odgovor. 

Problem predstavljaju djeca mlađa od dvije godine u kojih takvi polisaharidna cjepiva ne stvaraju dobar imunološki odgovor. Zbog toga smo u pomoć prizvali – proteine. 

Stvorili smo konjugate. Tako smo polisaharid Haemophilus influenzae tip b vezali (konjugirali) za rekombinantni protein tetanusa. Taj rekombinantni protein nije otrovan odnosno škodljiv za ljude. Nalazimo ga u „5 u 1“ i „6 u 1“ cjepivima. 

Nalazak ovog procesa bio je vrlo bitan u borbi protiv ove opasne bakterije i ovo je jedna od lijepih priča uspjeha cjepiva koja ostaju u sjeni nekih drugih bolesti koje bolje znamo. U Prevenaru 13 polisaharidi pneumokoka vezani su rekombinantni, neškodljivi oblik toksina difterije nazvan CRM197. 

U cjepivu Synflorix polisaharidi pneumokoka su vezani (konjugirani) s proteinom D. Protein D je izoliran iz bakterije Haemophilus influenzae a kao i prva dva prethodno navedena služi za pojačanje imunološke reakcije. 

 

Zahvaljujući konjugaciji postigli smo daleko veću efikasnost u male djece zbog drugačijeg stimulacije i T limfocita, a ne samo B limfocita. To je i razlog zašto na uputama o lijeku nalazite konjugirana cjepiva protiv pneumokoka (Synflorix, Prevenar 13) za manju djecu, dok se polisaharidno cjepivo Pneumo 23 koje nije konjugirano daje tek od druge godine nadalje.

 

Adjuvansi su nam pomogli u razvoju cjepiva da postignemo bolje imunološke odgovore. To su tvari koje potiču stari dio imunološkog sustava koji je zadužen za prepoznavanje infektivnih i opasnih mikroorganizama. Bez njih, ne bismo imali neka cjepiva, poput cjepiva protiv virusa hepatitisa B. 

Neki adjuvansi se upliću u bolje procesiranje u imunološkom sustavu. I, što je najbitnije, sigurni su za korištenje. U praktičnom životu, najviše ćete sresti klasični adjuvans – aluminijeve spojeve. 

Oni imaju dokumentiranu korištenje i praćenje sigurnosti kroz 90 godina. Proizvođači će posegnut za drugim adjuvansima tek kada je to potrebno. 

Konjugirane polisaharide u cjepivima također srećemo u kalendaru cijepljenja.