Pojęcie szczepionki pojawiło się już ponad 200 lat temu, kiedy to Edward Jenner, aby zapobiec rozwojowi ospy prawdziwej, podał wirusa krowianki (jest on bardzo podobny do wirusa ospy, lecz występujący u koni i bydła) pacjentowi. Co ciekawe, nazwa szczepionka (ang. vaccine) pochodzi od łacińskiej nazwy krowy, czyli vacca. Wynalezienie szczepionek było przełomowym momentem w rozwoju medycyny. Odkrycie to nie wiązało się z całkowitym pokonaniem patogenów (np. wirusy lub bakterie), ale umożliwiło poniekąd ich “okiełznanie”.
Działanie szczepionek w pigułce
Głównym zadaniem szczepionki jest sztuczne wytworzenie odporności na dany patogen. Dzieje się to za sprawą pobudzenia naszego układu odpornosciowego poprzez wprowadzeniem do naszego organizmu, nowego, nieznanego wcześniej przeciwnika (zabitego mikroorganizmu lub jego fragmentu). Nasz organizm zaczyna wytwarzać przeciwciała skierowane przeciwko jego antygenom, a z czasem tworzyć tzw. komórki pamięci. Ich zadaniem będzie “obudzenie” układu immunologicznego do produkcji przeciwciał przy powtórnym zakażeniu tym samym patogenem.
Aktualnie dysponujemy wieloma rodzajami szczepionek: zawierającymi atenuowane (nadal żywe, ale niezdolne do wywołania choroby) patogeny, naturalne antygeny (“czujniki”, które rozpoznaje nasz układ odpornościowy), oparte na zrekombinowanych białkach drobnoustroju lub najnowsze z rodziny – szczepionki genetyczne, zawierające RNA lub DNA patogenu. To właśnie na nich skupimy się w tym artykule.
“Nowe szczepionki” – czy są one bezpieczne?
Dzięki rozwojowi biologii molekularnej oraz bioinformatyki, genomy (zestaw wszystkich genów w organizmie) patogenów są bardzo dobrze poznane. Na ich podstawie jesteśmy w stanie stwierdzić, który z genów koduje nam zjadliwość, czyli zdolność do wywoływania zakażenia. Wraz z rozwojem inżynierii genetycznej potrafimy, w warunkach laboratoryjnych (in vitro) stworzyć fragment genomu drobnoustroju i wyciąć z niego geny zjadliwości. To z nich w głównej mierze składają się szczepionki genetyczne. Cechami, i co najważniejsze, dużymi zaletami, stosowania tej metody zapobiegania infekcji są: i) wywołują silną i szybką odpowiedź immunologiczna, ii) są bezpieczne (nie niosą zagrożenia ze strony patogenu), iii) antygen jaki powstaje jest identyczny jak w patogenie. Naukowcy dotychczas nie potwierdzili żadnego mechanizmu łączenia się fragmentów zmienionego genomu drobnoustroju, w genom biorcy (tutaj:człowieka). Aktualnie pracuje się nad szczepionkami mRNA przeciwko wirusowi HIV, ZIKA, Ebola, wścieklizny czy też naszej, pospolicie znanej grypie (Influenzavirus). Niestety nie weszły one jeszcze do powszechnego użytku, natomiast są już w fazie badań klinicznych.
Tajemnicza cząsteczka mRNA
Szczepionki mRNA, bo to one aktualnie są bohaterami pierwszoplanowymi, zawierają zrekombinowany fragment RNA patogenu. Aby zrozumieć schemat działania takich szczepionych, zabiorę Was w krótką podróż czym jest to mRNA i jak powstaje w komórce. Najprościej mówiąc jest matryca do powstania konkretnego białka. Wszystko zaczyna się od DNA, a konkretnie jego fragmentu, czyli genu. Zostaje ono z transkrybowane, czyli przepisane (mnemotechnika dla biolchemów: skryba – osoba, która coś przepisuje) na mRNA. Cały ten proces ma miejsce w jądrze komórkowym. Następnie to nasze mRNA jest przenoszone do cytoplazmy komórki, gdzie przy pomocy rybosomów i enzymów zostaje przetłumaczone (translatowane) na poszczególne aminokwasy (cegiełki, z których są zbudowane białka). Gdy otrzymamy pożądaną sekwencje aminokwasów, zostaje na specjalnie skręcona i voilà- mamy nasze upragnione białko.
Szczepionki na SARS-CoV-2
Na takiej zasadzie działają najnowsze szczepionki Pfizera, BioNTech i Moderny. Całość ma o wiele ułatwiony proces, bo wprowadzamy już gotowe mRNA do komórek. Zatem jak nabywamy odpornośc na koronawirusa? Wszystko dzieje się po kolei jak opisałam wyżej – mRNA jest zczytywane przez rybosomy i powstają białka S (ang. Spike proteins), takie same jakie możemy spotkać na otoczce wirusa – tzw. korony. Zostają one wbudowane w błonę komórkową komórki, która je wytworzyła. Nasz układ odpornosciowy zauważa tą anomalie i wytwarza przeciwko niej przeciwciała oraz komórki pamięci immunologicznej. Następuje więc normalny mechanizm obronny, czyli stan zapalny – dlatego po otrzymaniu szczepionki możemy czuć się zmęczeni i obolali. Ale właśnie o to w tym chodzi, mogę śmiało posunąć się do stwierdzenia, że przechodzimy COVID-19, ale bez całego pakietu objawów czy skutków ubocznych choroby. Pojawia się zatem sytuacja win/win – mamy wytworzony system obrony gdyby ten wirus nas zaatakował, nie przechodząc samej infekcji.
Bać się czy się nie bać? Oto jest pytanie
Obecnie mamy zatwierdzone 8 szczepionek na SARS-CoV-2, jednak każda z nich ma inny schemat działania i wpływa na inna mutację wirusa. Faktem jest, że badania kliniczne żadnych z opisanych szczepionek nie zostały zakończone. Co się jednak dzieje, że EMA (European Medicines Agency) dopuściło szczepionki? Wiąże się to z trybem w jakim została ona wypuszczona – Emergency Use Authorization (tłum. autorki: użycie tylko w nagłych przypadkach). Zgodnie z takim trybem, korzyści ze stosowania leku muszą przewyższać ryzyko na podstawie wyników z chociaż jednego, poprawnie przeprowadzonego badania klinicznego trzeciej fazy. Po wynikach dotychczasowych badań, naukowcy twierdzą, że szczepionka chroni nas przed ostrym przebiegiem infekcji, a nadal możemy przechodzić bezobjawowe infekcje. Każde lekarstwo ma swoje skutki uboczne. W przypadku tych szczepionek są one związane z powierzchowną ingerencje w skórę (zastrzyk = ból w miejscu ukłucia) oraz zmobilizowania naszego układu odpornościowego (gorączka, ból, zmęczenie). Do badań klinicznych nie były dopuszczone osoby w wieku poniżej 16 rż. oraz osoby w ciąży, dlatego na decyzje czy mogą one przyjąć szczepionkę jest jeszcze niepewna. Skuteczność działania szczepionek : Pfizer and BioNTech – 95%, Moderna – 94%.
Tak jak widzicie, materiał w szczepionce nie włącza się w nasz genom oraz nie zawiera żadnych chipów, jest za to sprawdzony i bezpieczny. Kończąc ten wywód i rozwiewając mity na temat szczepionki na SARS-CoV-2, osobiście zachęcam wszystkich do jej przyjęcia. Jak napisałam na wstępie – szczepionki są jednymi z triumfów medycyny i nie powinniśmy z nich rezygnować.
Źródła:
Baden, Lindsey R., et al. “Efficacy and Safety of the mRNA-1273 SARS-CoV-2 Vaccine.” The New England Journal of Medicine, 30 12 2020, https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2035389. Accessed 10 01 2021.
Biała, Anna, and Elżbieta Kołaczkowska. “PRZEPIS NA PIERWSZĄ W HISTORII SZCZEPIONKĘ: CHORE BYDŁO, MLECZARKI I WIEJSKI LEKARZ. DLACZEGO I JAK STWORZONO PIERWSZĄ SZCZEPIONKĘ?” KOSMOS, problemy nauk biologicznych, 2019, https://kosmos.ptpk.org/index.php/Kosmos/article/view/2460. Accessed 8 01 2021.
Błażewicz, Jacek, and Piotr Łukasiak. “SYSTEM WSPOMAGANIA WYTWARZANIA I ANALIZ SZCZEPIONEK GENETYCZNYCH.” KOSMOS, problemy nauk biologicznych, 2009, http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2009/113.pdf. Accessed 8 01 2021.
JEDLINA-PANASIUK, LUIZA. “PRÓBY WYKORZYSTANIA SZCZEPIONEK GENETYCZNYCH PRZECIWKO HELMINTOM.” KOSMOS, problemu nauk biologicznych, 2005, http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2005/123.pdf. Accessed 8 01 2021.
Pardi, Norbert, et al. “mRNA vaccines — a new era in vaccinology.” Nature Reviews Drug Discovery, 2018, https://www.nature.com/articles/nrd.2017.243#Sec10. Accessed 10 01 2021.
Polack, Fernando P., et al. “Safety and Efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine.” The New England Journal of Medicine, 31 12 2020, https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2034577#figures_media. Accessed 10 01 2021.
Autor
Magdalena Bakoń kl.2D, XXXV LO z Oddziałami Dwujęzycznymi im. Bolesława Prusa w Warszawie
Prezes szkolnego koła biologicznego “Hippocampus”
Koło Naukowe Biologii Molekularnej UW
