Odborníci na kontrolu chrípky chcú očkovať genetickým materiálom - DER SPIEGEL

H1N1 je stále vírus chrípky bez skutočnej hrôzy. Odborníci napriek tomu zatiaľ nechcú dávať all-clear. Pretože sa vírus môže stále meniť, stať sa ešte nebezpečnejším - a vyvolať pandémiu.

Od čias vtáčej chrípky bol svet informovaný o hrozbe pandémie. Štatisticky je to už dávno po termíne. Sme pripravení - ale sme tiež pripravení?

Ak dôjde k najhoršiemu, existujú len tri zbrane proti pandemickému vírusu: antivirotiká, kontrola šírenia a vhodná vakcína. Boli vytvorené zásoby tamiflu a Relenzy a boli vypracované pandemické plány. Vakcína je najsilnejšou zbraňou v tomto boji, jej výroba však trvá až šesť mesiacov.

Ak dôjde k najhoršiemu, bude trvať príliš dlho, kým bude k dispozícii vakcína, prvá vlna vírusu spustošila svet a vyžiadala si mnoho obetí. Koľko nikto nevie - v nemeckom Národnom pandemickom pláne experti pomocou modelových výpočtov odhadujú počet obetí len pre samotné Nemecko na zhruba 100 000 počas prvých ôsmich týždňov; opatrenia na kontrolu chorôb, použitie antivirotík a očkovanie sa však neberú do úvahy.

Cesta k vakcíne v súčasnosti zvyčajne vyzerá takto:

Ak je pandemický vírus známy, laboratóriá na celom svete sa ho snažia izolovať, identifikovať a analyzovať.
WHO potom vyberie takzvaný semenný vírus, na základe ktorého sa vyvinie vakcína, ktorá sľubuje maximálnu ochranu aj pred možnými cirkulujúcimi vírusovými mutantmi.
Farmaceutické spoločnosti začínajú vyrábať vakcíny: vírus sa teraz vo veľkom pestuje v inkubovaných vajciach.
V oslabenej alebo usmrtenej forme sú vírusy základom ochrannej vakcíny. Množstvo vírusu vypestovaného vo vajíčku nie celkom zodpovedá jednej dávke. Pridaním imunitne stimulujúcich prísad - takzvaných adjuvancií - je možné znížiť množstvo vírusového materiálu potrebného na dávku.

Táto metóda výroby vakcín má množstvo nevýhod:

Kultivácia a čistenie vírusov je zdĺhavá.
Príprava vakcíny je drahá.
Agresívne vírusy, ako napríklad vtáčia chrípka, nemôžu byť pestované vo vajciach, pretože zabíjajú kuracie embryá.
Výrobná kapacita vakcín je nerovnomerne rozložená: „Asi 80 percent sa vyrába v USA a Európe,“ hovorí Michael Pfleiderer, vedúci oddelenia vírusových vakcín v Inštitúte Paula Ehrlicha, v rozhovore pre SPIEGEL ONLINE.

Spoločnosť Pfleiderer uvádza maximálne množstvo vakcíny, ktorú je možné vyrobiť ročne pomocou vaječnej metódy, na zhruba miliardu dávok. Je potrebné poznamenať, že pre úspešnú imunizáciu sú potrebné dve očkovania. Asi po šiestich mesiacoch mohlo byť zaočkovaných maximálne 500 miliónov ľudí - menej ako trinásta svetová populácia.

Tieto množstvá sa však dajú dosiahnuť, iba ak sa na pandemickú vakcínu použije celá svetová výrobná kapacita. To však tiež znamená, že sa súčasne nevyrába nič iné - napríklad vakcíny proti každoročnej bežnej chrípke. Odhaduje sa, že na ňu každý rok na svete zomrie 500 000 ľudí. Proti tomuto vírusu by vám potom nezostalo nič v rukách - ťažké etické rozhodnutie, ktoré je potrebné zvážiť medzi očakávanými úmrtiami na pandemický vírus a úmrtiami na bežnú chrípku. „Vzhľadom na riziko pandémie je potrebné prijať toto rozhodnutie v tejto chvíli,“ hovorí Pfleiderer. „Našťastie sú kvóty na sezónne vakcíny proti chrípke na rok 2009 zavedené.“

Novým prístupom je pestovanie vírusov v bunkových kultúrach. Tento proces je však ešte len v začiatkoch. Farmaceutické spoločnosti Baxter a Novartis ho už používajú. Podľa Baxtera táto metóda šetrí asi desať týždňov času - kapacita je 1,5 milióna plechoviek týždenne. Podľa Pfleiderera to z hľadiska množstva nie je v súčasnosti pri výrobe pandemickej vakcíny sotva významné. „Väčšina očkovacích látok sa vyrába vaječnou metódou,“ tvrdí Pfleiderer.

Vedci kritizujú, že súčasné stratégie výroby vakcín sú všeobecne príliš zdĺhavé, príliš neefektívne a príliš drahé: „Súčasné metódy výroby vakcín sú založené na technológii starej 50 rokov,“ napísal biochemik Gareth Forde v komentári v časopise „Nature“ z roku 2005. Biotechnológie „tvárou v tvár hrozbe vtáčej chrípky.

Prečo sa však za tak dlhú dobu stalo tak málo? Forde v rozhovore pre SPIEGEL ONLINE uviedol: "Vakcíny nie sú obzvlášť lukratívnym trhom. Môžete si jednoducho zarobiť viac na liekoch, ktoré ľudia môžu potrebovať každý deň, ako na vakcínach, ktoré sa niekedy musia podávať iba raz za desať rokov."

Súčasne boli predpisy na výrobu vakcín čoraz prísnejšie - čo zvyšovalo výrobné náklady. Stručne povedané: Podľa spoločnosti Forde sú stimuly pre farmaceutických výrobcov na trhu s vakcínami nízke. „Preto je univerzitný výskum a výskum iných vedeckých organizácií taký dôležitý pre ďalší vývoj a objav nových vakcín,“ hovorí Forde.

Vedci preto vkladajú veľké nádeje do úplne nových stratégií očkovania. SPIEGEL ONLINE predstavuje tie najsľubnejšie.

Očkovanie vírusovou DNA

Očkovanie sa používalo od konca 18. storočia. Princíp sa dodnes nemení: telo je očkované v oslabenej forme, bunky imunitného systému rozpoznávajú votrelca, vytvárajú vhodné protilátky a vytvárajú pamäťové bunky. Ak dôjde v určitom okamihu po očkovaní k skutočnej infekcii, je telo pripravené: Zbrojári pamäťových buniek môžu okamžite generovať príslušné protilátky a zničiť patogén.

Aby sa však zachovali oslabené patogény, je potrebné ich najskôr vyšľachtiť. To chvíľu trvá. A v prípade pandémie je zásadný čas.

Prečo teda nenechať samotné telo vyprodukovať oslabeného nepriateľa, aby na ňom mohlo cvičiť? To je myšlienka očkovania DNA.

Podrobne to vyzerá takto: Hneď ako sú známe sekvencie génov pandemického vírusu - analýza nie je nič veľké, veľa chrípkových vírusov má iba osem génov - vírusové gény sa umelo vytvárajú. Vyrobené kúsky DNA sa potom vložia do plazmidu, kruhovej molekuly DNA, ktorá sa nachádza v baktériách. Genetickí inžinieri používajú plazmidy ako trajekty, keď chcú zaviesť gény do buniek.

Akonáhle ste vytvorili plazmid, ktorý obsahuje niektoré z vírusových génov - najskôr ho vložíte do baktérie. Baktérie sa množia vo veľkých bioreaktoroch - čo je oveľa rýchlejšie ako pri množení vírusov vo vajciach. Plazmidy sa potom znova izolujú z baktérií a prečistia sa. DNA vakcína je pripravená.

Vírus prasacej chrípky

Patogén šípka hore

Patogén šípka nadol

Je to vírus chrípky A s názvom H1N1, ktorý sa môže prenášať z človeka na človeka - predovšetkým potriasaním rukou, kýchaním a kašľom. Vírus H1N1 spôsobil aj španielsku chrípku, ktorá v rokoch 1918 až 1920 zabila najmenej 25 miliónov ľudí na celom svete.

Príznaky šípka nahor

Príznaky šípka nadol

Prasacia chrípka spôsobuje príznaky podobné bežnej chrípke: náhla horúčka, bolesti svalov, suchý kašeľ a sucho v krku. Sprievodná hnačka a nevoľnosť sú však výraznejšie.

Nebezpečenstvo šípka hore

Nebezpečenstvo šípka nadol

Nové kmene vírusu sa môžu šíriť rýchlo, pretože neexistuje prirodzená imunita a vývoj a výroba súčasnej vakcíny trvá mesiace. Nový kmeň vírusu prasacej chrípky sa líši od staršieho vírusu H1N1, pred ktorým súčasné vakcíny proti chrípke chránia. Bežná chrípka každý rok zabije 250 000 až 500 000 ľudí, väčšinou starších ľudí. Väčšina zomiera na zápal pľúc. Zdraví ľudia môžu tiež smrteľne ochorieť.

Antivirotiká šípka hore

Antivírusové látky šípka nadol

Podľa súčasného stavu vedomostí účinné látky oseltamivir (obchodný názov Tamiflu) a zanamivir (obchodný názov Relenza) poskytujú ochranu pred vírusom prasacej chrípky. Tieto účinné látky bránia nešpecifickej reprodukcii vírusov chrípky A a B v tele.

Všestrannosť chrípkových vírusov Šípka hore

Všestrannosť chrípkových vírusov Šípka nadol

Chrípkové vírusy patria medzi najvšestrannejšie známe patogény. Vývoj úplne nových typov je zriedkavý, ale mimoriadne nebezpečný. Vírusy zvyčajne preskakujú z vtákov alebo ošípaných na človeka niekde do sveta. Ak sa v bunkách tela stretnú s inými staršími vírusmi chrípky, genetická informácia sa môže zmiešať a produkovať nové patogény.

Toto sa môže vpichnúť do svalu ako normálna vakcína. Niektoré plazmidy nabité génmi umelého vírusu sú potom absorbované imunitnými bunkami tela. Keď sa dostanú do bunky, gény sa prevedú na proteíny, ktoré potom - ako pri bežnom očkovaní - spustia mechanizmy obrany protilátok tela.

Sekvencie vírusových génov je možné posielať e-mailom

Princíp očkovania DNA je podobný ako pri skutočnej infekcii. Vírusy nerobia nič iné, ako dať bunkovej továrni na výrobu bielkovín pokyn na vývoj nových patogénov. Rozdiel je iba v tom, že pri očkovaní DNA sa do buniek dostanú iba jednotlivé vírusové gény. To nemá za následok funkčné vírusy, iba jednotlivé zložky patogénu.

Táto metóda je nielen elegantná, ale má aj obrovské výhody: „Výroba DNA vakcín je oveľa rýchlejšia ako pri bežných vakcínach,“ hovorí Gareth Forde. „Keď poznáte postupnosť génov vírusu, môžete poslať e-mailom informácie z celého sveta,“ uviedol Forde. „Potom do dvoch týždňov máte výrobnú sieť na výrobu DNA vakcíny.“

Jim Williams je viceprezident pre výskum v spoločnosti Nature Technology Corporation v štáte Nebraska. Jeho biotechnologická spoločnosť vyrába plazmidy a DNA vakcíny. Potvrdzuje: "Tento rýchly spôsob výroby je veľkou výhodou DNA vakcín. V prípade pandémie by boli najrýchlejšími vakcínami na distribúciu."

Genetické očkovanie je stále v experimentálnej fáze. V pokusoch na zvieratách bolo možné imunizovať myši vakcináciou DNA proti rôznym vírusom. U opíc a ľudí však bola účinnosť imunizácie nízka.

„Veľkým problémom je, ako sa podáva,“ hovorí Jim Williams. Tradičné vstrekovanie nahej DNA do svalu nespôsobuje adekvátnu imunizáciu u ľudí, uviedol Williams. Pretože takýmto spôsobom sa do bunkových jadier dostane iba malá časť molekúl DNA.

Po očkovaní elektrický šok

„Potrebujete elektroporátor, zariadenie, ktoré vytvára na niekoľko sekúnd elektrické pole v mieste aplikácie vakcíny.“ Výsledkom je, že bunkové membrány sa na krátky čas stanú poréznymi a predtým injikované plazmidy s vírusovou DNA sa lepšie vstrebávajú. Pomocou tejto metódy, hovorí Williams, je možné vyvolať efektívnu imunitnú odpoveď u opíc. Niečo podobné sa teda dá očakávať aj u ľudí.

Nevýhodou tejto injekcie je však to, že pacient dostane elektrický šok. A to je podľa Williamsa veľa ľudí ochotných trpieť - ak existuje príjemnejšia alternatíva. V čase pandemických núdzových situácií to však určite vyzerá inak, predpokladá.

Michael Pfleiderer nezdieľa optimizmus Fordeho a Williamsa ohľadom očkovania DNA: „V mojich očiach sú DNA vakcíny fantasy produkty.“ V súčasnosti nie je možné vyrobiť požadované množstvo DNA vakcín pre svetovú populáciu. Existujú tiež vysoké riziká: Mohli by sa spustiť mutácie, aktivovať sa onkogény, ktoré spôsobujú rakovinu. „V týchto vakcínach vôbec nevidím budúcnosť.“

Vakcíny DNA sa v skutočnosti musia stále presadzovať v klinických skúškach. Prvé výsledky štúdií fázy I preukázali dobrú znášanlivosť, ako uviedli vedci v marci 2008 v odbornom časopise „Expert Reviews Of Vaccines“. Nový liek napriek tomu musí pred schválením prejsť tromi klinickými fázami. A to môže trvať roky.

RNAi - paralyzujúce vírusové gény

Pred niekoľkými rokmi vedci objavili v bunke mechanizmus, ktorý inicioval skutočnú revolúciu v genetickom inžinierstve: interferencia RNA (RNAi). Princíp znie takto: Ak poznáte postupnosť génu, môžete ho ochromiť krátkymi kusmi RNA na mieru. Tieto umelo vyrobené molekuly genómu zabraňujú preloženiu génu na proteín.

Odvtedy vedci používajú tento prirodzene sa vyskytujúci mechanizmus v bunke na štúdium funkcie génov - vypínajú ich a sledujú, čo sa stane. Pomocou RNAi by sa dalo zabrániť aj translácii vírusových génov v infikovaných bunkách. Nebránil by infekcii, ale zabránil by šíreniu vírusu v tele. RNAi je preto alternatívou k antivírusovým látkam, ako je Tamiflu, hovorí v rozhovore pre SPIEGEL ONLINE virológ Ben Berkhout z Amsterdamskej univerzity.

Vedci už testovali metódu na HIV, hepatitídu a chrípkové infekcie u zvierat a ľudí - s rôznou úspešnosťou.

Podľa Berkhouta je RNAi najvhodnejšia pre vírusy, ktoré infikujú dýchacie cesty - pomocou inhalačných prístrojov sa dá RNA lokálne a ľahko dostať do pľúc. Myši by mohli byť účinne chránené pred vtáčou chrípkou a opice proti Sarsovi, píše Berkhout. Vedec dospel k záveru, že v prípade pandémie môže byť účinnou pomocou RNA - aplikovaná v krátkodobom horizonte.

Existujú však aj možné vedľajšie účinky, ktoré by sa nemali podceňovať: Translácia ďalších životne dôležitých génov v bunke by mohla byť narušená kúskami RNA. V pokusoch na zvieratách sa pozorovala aj imunitná reakcia proti samotným molekulám RNA. Upozorňuje Berkhout, že použitie RNA by malo byť preto krátkodobé, miestne a v malých dávkach.