Rychlý vývoj vakcín, které mají chránit proti onemocnění covid-19, byl pozoruhodným vědeckým úspěchem, který zachránil miliony životů. Očkování přispělo ke snížení počtu úmrtí, hospitalizací a závažných následků. Biochemik Rory A. Hills z Oxfordské univerzity na webu The Conversation názorně ukazuje, kam by se vakcíny mohly posunout v blízké budoucnosti.
„Navzdory tomuto úspěchu byly dopady pandemie ničivé a je nezbytné zvážit, jak se chránit před budoucími pandemickými hrozbami. Kromě viru SARS-CoV-2 (virus způsobující covid-19) byly za smrtící epidemie SARS (2003) a MERS (epidemie v roce 2012 s pokračujícími případy) zodpovědné do té doby neznámé koronaviry.“ uvádí Hills v úvodu svého článku.
Vakcína, která chrání i před budoucími viry
Mezitím vědci v Číně našli celou řadu dosud neznámých netopýřích koronavirů, přičemž přinejmenším čtyři z nich souvisejí s kmenem, který způsobuje onemocnění covid-19. Dle jejich slov byl „objev tolika neznámých druhů na tak malém území neočekávaný.“
Tým pod Hillsovým vedením vyvinul jednoduchou vakcínu a otestoval ji na myších. Výsledky ukázaly, že očkovací látka může chránit před celou řadou koronavirů – dokonce i před těmi, které dosud nebyly identifikovány. Jedná se tak o první krůček v proaktivní vakcinologii, kdy se očkovací látky proti pandemickým hrozbám budou vyvíjet dříve, než mohou nakazit člověka.
Konvenční vakcíny používají pouze jeden antigen (část viru, která vyvolává imunitní reakci), který obvykle chrání pouze proti tomuto viru. Ve většině případů tedy nechrání proti jiným známým virům nebo virům, které dosud nebyly objeveny.
Mozaikové nanočástice v hlavní roli
Vědci v předchozím výzkumu prokázali úspěšnost „mozaikových nanočástic“ („mosaic nanoparticles“) při zvyšování imunitní odpovědi na různé koronaviry. Mozaikové nanočástice využívají technologii „proteinového superlepidla“ („protein superglue“), které spojuje dva různé proteiny.
V podstatě jde o to, že na jednu částici, která je menší než lidská buňka, jsou „přilepeny“ klíčové části viru, které se nazývají receptorové vazebné domény (receptor-binding domains). Jde o kousky virů, které se nacházejí na povrchu „spike proteinů“ (hrotových proteinů), což jsou části, které virus používá k připojení a vstupu do lidských buněk.
Jedna částice může díky tomu nést nejen kousky z viru, který způsobuje covid-19, ale také z viru, který způsobil SARS, a z některých netopýřích virů, které by mohly potenciálně infikovat lidi. Vakcína se zaměřuje na specifickou skupinu koronavirů, které se nazývají sarbecoviry, a jejím cílem je poskytnout ochranu proti více druhům virů najednou.
Výsledky experimentů předčily očekávání
Nápad vychází ze skutečnosti, že se při vývoji viru některé jeho části mění, zatímco jiné zůstávají stejné. Nová vakcína obsahuje evolučně příbuzné receptorové vazebné domény, takže jediná očkovací látka dokáže naučit imunitní systém reagovat na ty části viru, které zůstávají neměnné. Díky tomu chrání proti virům, které jsou ve vakcíně zastoupené, a co je důležité, také proti příbuzným virům, které ve vakcíně obsažené nejsou.
Navzdory tomuto úspěchu byla vakcína s mozaikovými nanočásticemi složitá, což ztěžovalo její výrobu ve velkém měřítku. Ve spolupráci univerzit v Oxfordu, Cambridgi a Caltechu se podařilo vyvinout jednodušší očkovací látku, která přesto poskytuje širokou ochranu.
Následné experimenty prováděné na myších předčily očekávání. Imunitní systém hlodavců totiž dokázal vytvořit protilátky, které neutralizovaly řadu sarbecovirů, včetně těch, které vůbec nebyly ve vakcíně obsažené. Očkovací látka by tedy měla mít potenciál chránit proti příbuzným virům, které nemusely být v okamžiku její výroby objeveny.
Pokračovat se bude testováním na lidech
Vyvolané imunitní reakce se přinejmenším vyrovnaly reakcím vyvolaným původní vakcínou s mozaikovými nanočásticemi a v mnoha případech je i překonaly. Nová vakcína je také schopna vyvolat imunitní odpověď u myší, které byly již dříve imunizovány proti viru SARS-CoV-2.
Dalším krokem má být testování očkovací látky na lidech. Pokud by se i u nich potvrdily podobné účinky jako u myší, otevřela by se možnost vyvinout knihovnu vakcín proti virům s pandemickým potenciálem dříve, než budou mít možnost přejít na člověka.
Výsledky dosavadního vědeckého bádání byly publikovány 6. května v renomovaném odborném časopise Nature Nanotechnology. Toto periodikum zahrnuje široké spektrum témat, včetně nanomateriálů, nanomedicíny, nanoelektroniky, nanofotoniky a dalších aplikací nanotechnologie.