Ο σκοπός της χορήγησης ενός εμβολίου είναι να προκαλέσει μία ανοσιακή απόκριση που μπορεί να προστατεύσει από μία λοίμωξη ή από τη σοβαρή νόσηση. Αν και αυτό ισχύει για όλα τα εμβόλια, ο τρόπο ανάπτυξης ενός ασφαλούς και αποτελεσματικού εμβολίου διαφέρει για κάθε λοίμωξη. Ειδικά για τον COVID-19, που προκαλείται από τον ιό SARS-CoV-2, η ανάπτυξη ενός εμβολίου πρέπει να ξεπεράσει συγκεκριμένα εμπόδια. Κάθε προσπάθεια ανάπτυξης ενός νέου εμβολίου για τη νόσο πρέπει να εξετάσει τον τρόπο που το ανοσοποιητικό σύστημα αποκρίνεται στην παρουσία του ιού, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι η απόκριση που προκαλεί το εμβόλιο είναι προστατευτική για τον ασθενή.
Το National School of Tropical Medicine του Baylor και το Center for Vaccine Development στο Texas Children’s Hospital, επικεφαλής των οποίων είναι οι Dr Maria Elena Bottazzi και Dr Peter Hotez, αναπτύσσουν σήμερα εμβόλια για τον SARS-CoV-2. Οι επιστήμονες των δύο ινστιτούτων χρησιμοποιούν την εμπειρία ετών που έχουν για τροπικά και νεοεμφανιζόμενα νοσήματα, όπως ο SARS και ο MERS, με σκοπό να αναπτύξουν ένα ασφαλές και αποτελεσματικό εμβόλιο για τον COVID-19.
«Καθώς συνεχίζουμε την ανάπτυξη και δοκιμή νέων εμβολίων, έχουμε αρχίσει να συνεργαζόμαστε με κλινικούς ανοσολόγους, έτσι ώστε να διασφαλίσουμε ότι τα νέα εμβόλια ενεργοποιούν προστατευτικούς μηχανισμούς και όχι επικίνδυνες ανοσολογικές αντιδράσεις που σχετίζονται με ορισμένους ιούς του ανοσοποιητικού συστήματος», είπε η Bottazzi, καθηγήτρια παιδιατρικής και μοριακής βιολογίας και μικροβιολογίας.
Η Bottazzi και ο Hotez προσέγγισαν τον πνευμονολόγο Dr David Corry, καθηγητή ανοσολογίας και ρευματολογίας από το Baylor. Η συνεργασία αυτή οδήγησε στη δημοσίευση δύο ερευνών στα Microbes and Infection και Nature Reviews Immunology, αντίστοιχα.
«Οι δημοσιεύσεις αυτές είναι το αποτέλεσμα βαθιάς μελέτης της βιβλιογραφίας και ουσιαστικά παρουσιάζουν τη στρατηγική που χρησιμοποιούμε για την ανάπτυξη εμβολίων. Έχουμε αναδείξει κλινικά και πειραματικά δεδομένα σχετικά με τις προκλήσεις που περιλαμβάνει η ανάπτυξη ενός εμβολίου για τον COVID-19, αλλά και τα σημεία που πρέπει να προσέξουμε κατά την αξιολόγηση ενός νέου εμβολίου», είπε η Bottazzi.
Τι Περιλαμβάνει μία Προστατευτική Απόκριση για τον COVID-19;
Ο COVID-19 είναι ακόμα μία νέα νόσος. Αν και τα διαθέσιμα δεδομένα σήμερα δείχνουν ότι η φυσική λοίμωξη με τον ιό μπορεί να προκαλέσει προστατευτική ανοσιακή απόκριση, υπάρχουν ακόμα αρκετά που δεν γνωρίζουμε. Οι ερευνητές γνωρίζουν, για παράδειγμα, ότι ο προστατευτικός μηχανισμός βασίζεται στην παραγωγή αδρανοποιητικών αντισωμάτων, σε συνδυασμό με κυτταρική απόκριση καθώς και κυτταροκίνες ή ανοσιακές πρωτεΐνες. Τελευταίες έρευνες διαπίστωσαν ότι η μόλυνση πιθήκων rhesus με τον SARS-CoV-2 οδήγησε σε παραγωγή προστατευτικών αντισωμάτων τα οποία προστάτευαν τους πιθήκους από μελλοντικές λοιμώξεις. Προηγούμενες έρευνες για τον ιό SARS-CoV είχαν δείξει ότι ο τελευταίος μπορεί να προκαλέσει παραγωγή αντισωμάτων που στοχεύουν την πρωτεΐνη spike, δηλαδή αυτή που χρησιμοποιεί για να προσδεθεί και να εισέλθει στα κύτταρα, οδηγώντας έτσι σε ανοσία.
«Από τα μέχρι σήμερα διαθέσιμα δεδομένα φαίνεται ότι ένα αποτελεσματικό εμβόλιο θα πρέπει να στοχεύει την πρωτεΐνη spike του ιού και συγκεκριμένα το σημείο πρόσδεσης. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμα αρκετά που δεν γνωρίζουμε», είπε ο Hotez.
«Θα πρέπει να μελετήσουμε την ανοσιακή απόκριση στους ασθενείς που μολύνονται με τον ιό προκειμένου να κατανοήσουμε ποια αντιγόνα ή κομμάτια του ιού είναι καλοί στόχοι για την ανάπτυξη ενός εμβολίου», είπε η Bottazzi. «Με την παραπάνω μέθοδο, αλλά και εξετάζοντας εργαστηριακά μοντέλα της νόσου, προσπαθούμε σήμερα να ταυτοποιήσουμε τον κατάλληλο στόχο για ένα εμβόλιο».
Πώς Διασφαλίζεται ότι ένα Εμβόλιο για τον COVID-19 είναι Ασφαλές;
Πειραματικά και προκλινικά μοντέλα από προσπάθειες για την ανάπτυξη ενός εμβολίου για παλαιότερους ιούς του αναπνευστικού συστήματος είχαν δείξει ότι ορισμένα εμβόλια μπορεί να προκαλέσουν ανεπιθύμητες ενέργειες. Ορισμένες από αυτές μεσολαβούνται από κύτταρα, ενώ άλλες από αντισώματα.
Η Απόκριση που Μεσολαβείται από Κύτταρα
Προκλινικές δοκιμές ορισμένων υποψηφίων εμβολίων, καθώς και δοκιμές τους σε πειραματόζωα έδειξαν ότι μετά την πρόκληση ανοσιακής απόκρισης μπορεί να εμφανιστούν βλάβες σε ορισμένους ιστούς.
«Ορισμένα πειραματόζωα παρουσίασαν φλεγμονώδη απόκριση στον πνεύμονα ή το ήπαρ με σημαντική εισροή ανοσιακών κυττάρων (λεμφοκυττάρων, μονοκυττάρων και ηωσινοφίλων)», είπε ο Corry. «Η ανάλυση της βιβλιογραφίας που κάναμε δείχνει ότι η εισροή αυτή συνδέεται με την IL-6, μία ανοσιακή πρωτεΐνη που είναι αυξημένη στους ασθενείς με COVID-19 που παρουσιάζουν καταιγίδα κυτταροκινών, δηλαδή μία δυνητικά απειλητική για τη ζωή παραγωγή κυτταροκινών».
«Βρήκαμε επίσης έρευνες που δείχνουν ότι η τύπου Th17 ανοσιακή απόκριση ευθύνεται για τα αυξημένα ποσοστά κυττάρων, όπως τα ηωσινόφιλα, στα πειραματόζωα», είπε ο Hotez.
Το παραπάνω φαινόμενο παρατηρήθηκε σε αρκετά πειραματικά εμβόλια με εξασθενημένα στελέχη ιών. Τα εμβόλια αυτά χρησιμοποιούν χημικά αποδυναμωμένους ή διαφορετικούς ιούς για να μεταφέρουν κομμάτια ή αντιγόνα του SARS-CoV-2 στον οργανισμό με σκοπό την πρόκληση ανοσιακής απόκρισης.
Αν και σίγουρα πρέπει να γίνουν περισσότερες έρευνες προκειμένου να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς της κυτταρικής απόκρισης και τη σύνδεσή τους με την κλινική πορεία των ασθενών, το παραπάνω φαινόμενο επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη εμβολίων.
Έρευνες έχουν δείξει επίσης ότι ο παράγοντας που θα μεταφέρει τα αντιγόνα του ιού μπορεί επίσης να επηρεάσει το είδος της ανοσιακής απόκρισης που προκαλείται. Για παράδειγμα, στα εμβόλια το SARS, η στυπτηρία μπορεί να περιορίσει την εισροή κυττάρων, γεγονός που δείχνει ότι το σκεύασμα αυτό μπορεί να περιορίσει την αρνητική ανοσιακή απόκριση.
«Βασιζόμενοι σε προηγούμενα δεδομένα, δοκιμάσαμε να χρησιμοποιήσουμε την ουσία αυτή και στα εμβόλια του COVID-19, καθώς θέλουμε να διασφαλίσουμε ότι δεν εμφανίζεται επιβλαβής ανοσιακή απόκριση», είπε η Bottazzi.
Η Απόκριση που Μεσολαβείται από τα Αντισώματα
Γνωστή ως επίταση της μόλυνσης που προκαλείται από αντισώματα (antibody-dependent enhancement), η απόκριση αυτή έχει παρατηρηθεί στο παρελθόν σε ασθενείς με δάγγειο πυρετό ή άλλες ιογενείς λοιμώξεις.
«Η απόκριση αυτή στο δάγγειο πυρετό εμφανίζεται όταν τα αντισώματα προσδένονται στον ιό και τον μεταφέρουν στο εσωτερικό των μακροφάγων. Μόλις ο ιός που επικαλύπτεται από αντισώματα βρεθεί μέσα στα μακροφάγα, πολλαπλασιάζεται αντί να καταστρέφεται», είπε ο Corry. «Με τον τρόπο αυτό τα μακροφάγα μεταφέρουν τη λοίμωξη σε άλλα σημεία του οργανισμού καθώς κυκλοφορούν με το αίμα».
Σήμερα είναι ακόμα άγνωστο αν το φαινόμενο αυτό εμφανίζεται στη λοίμωξη που προκαλείται από τον κορονοϊό στον άνθρωπο. Στα εργαστηριακά πειράματα έχει διαπιστωθεί ότι η επίταση της λοίμωξης από αντισώματα μπορεί να προκληθεί τόσο από αδρανοποιητικά όσο και από μη αδρανοποιητικά αντισώματα.
«Αυτός είναι και ο λόγος που επιλέξαμε το τμήμα πρόσδεσης του ιού. Δεν περιέχει επίτοπα ή τμήματα ιικών πρωτεϊνών που μπορεί να προκαλέσουν επίταση της λοίμωξης από αντισώματα», είπε ο Hotez.
«Προς το παρόν δεν υπάρχουν δεδομένα που να δείχνουν ότι το εμβόλιο προκαλεί την παραπάνω ανεπιθύμητη ενέργεια σε εργαστηριακά προκλινικά πειράματα. Πρώιμα δεδομένα δείχνουν επίσης ότι το εμβόλιο που στοχεύει το τμήμα πρόσδεσης του ιού οδηγεί σε αδρανοποίηση του τελευταίου», είπε η Bottazzi. «Προκλινικές μελέτες που κάναμε έδειξαν ότι το εμβόλιο με στυπτηρία που στοχεύει την περιοχή πρόσδεσης του ιού είναι αρκετά αποτελεσματικό. Όπως διαπιστώσαμε, μπορεί να προκαλέσει προστατευτική ανοσιακή απόκριση που δεν συνοδεύεται από κυτταρικές ανεπιθύμητες ενέργειες. Το εμβόλιο θα εξεταστεί σύντομα σε κλινικές δοκιμές φάσης 1».
«Σήμερα υπάρχουν αρκετά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν, ωστόσο οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο εργάζονται για την ανάπτυξη ενός αποτελεσματικού, ασφαλούς και φτηνού εμβολίου», είπε ο Corry. «Κάποια στιγμή θα επιτύχουμε αυτό το στόχο, ωστόσο πρέπει να το κάνουμε σωστά».
«Πρέπει να εξετάσουμε αρκετά διαφορετικά εμβόλια προκειμένου να αποφανθούμε ποιο από αυτά είναι το πιο αποτελεσματικό και ασφαλές. Ο στόχος είναι να καταλήξουμε σε ένα εμβόλιο που θα είναι προσβάσιμο από όλους», κατέληξε ο Hotez.