Експертите по борба с грипа искат да ваксинират с генетичен материал - DER SPIEGEL

H1N1 все още е грипен вирус без истински ужас. Въпреки това, експертите засега не искат да дадат всичко ясно. Тъй като вирусът все още може да се промени, да стане още по-опасен - и да предизвика пандемия.

грипа

От времето на птичия грип светът е осъзнат за заплахата от пандемия. Статистически това е отдавна. Подготвени сме - но също така сме подготвени?

Ако най-лошото стигне до най-лошото, има само три оръжия срещу пандемичен вирус: антивирусни средства, контрол на разпространението и подходяща ваксина. Създадени са запаси от Tamiflu и Relenza и са изготвени планове за пандемия. Ваксината е най-мощното оръжие в тази битка, но отнема до шест месеца.

Ако най-лошото стигне до най-лошото, ще е твърде дълго, докато ваксината е налична, първата вълна на вируса ще е бушувала по целия свят и ще вземе много жертви. Колко никой не знае - в Националния план за пандемия в Германия експертите използват моделни изчисления, за да изчислят, че броят на жертвите само за Германия е около 100 000 през първите осем седмици; обаче мерките за ограничаване на заболяванията, използването на антивирусни средства и ваксинациите не се вземат предвид.

Пътят към ваксината в момента обикновено изглежда така:

  • Ако пандемичният вирус е известен, лабораториите по целия свят се опитват да го изолират, идентифицират и анализират.
  • След това СЗО избира така наречения семенен вирус, въз основа на който се разработва ваксина, която обещава максимална защита дори срещу евентуално циркулиращи вирусни мутанти.
  • Фармацевтичните компании започват да произвеждат ваксини: вирусът се отглежда масово в инкубирани яйца.
  • В отслабена или убита форма вирусите са в основата на защитната ваксина. Количеството вирус, отглеждано в яйце, не съвсем отговаря на една доза. Чрез добавяне на имуностимулиращи добавки - така наречените адюванти - количеството вирусен материал, необходимо за една доза, може да бъде намалено.

Този метод за производство на ваксини има многобройни недостатъци:

  • Култивирането и пречистването на вирусите е досадно.
  • Приготвянето на ваксината е скъпо.
  • Агресивни вируси като птичи грип не могат да се отглеждат в яйца, защото убиват пилешките ембриони.
  • Капацитетът за производство на ваксини е разпределен неравномерно: "Около 80 процента се произвеждат в САЩ и Европа", казва Майкъл Пфлайдерер, ръководител на отдела за ваксини срещу вируси в Института Пол Ерлих, в интервю за SPIEGEL ONLINE.

Pfleiderer поставя максимално количество ваксина, което може да се произвежда ежегодно, използвайки метода на яйцето, на около един милиард дози. Трябва да се отбележи, че за успешна имунизация са необходими две ваксинации. След около шест месеца могат да бъдат ваксинирани максимум 500 милиона души - по-малко от тринадесета от световното население.

Тези количества обаче могат да бъдат постигнати само ако целият световен производствен капацитет се използва за пандемичната ваксина. Но това също така означава, че нищо друго не се произвежда едновременно - като ваксини срещу годишния нормален грип. Около 500 000 души умират от това всяка година по света. Тогава не бихте останали нищо в ръцете си срещу този вирус - трудно етично решение, което трябва да се прецени между очакваните смъртни случаи от пандемичен вирус и тези от нормален грип. „С оглед на пандемичния риск, това решение трябва да бъде взето в момента“, казва Pfleiderer. „За щастие са въведени квотите за сезонна ваксина срещу грип за 2009 г.“

Нов подход е да се отглеждат вируси в клетъчни култури. Този процес обаче е все още в зародиш. Фармацевтичните компании Baxter и Novartis вече го използват. Според Бакстър този метод спестява около десет седмици време - капацитетът е 1,5 милиона кутии на седмица. Според Pfleiderer, по отношение на количеството, това в момента едва ли е значително при производството на пандемична ваксина. „По-голямата част от ваксината е направена по метода на яйцата“, казва Пфлейдерер.

Изследователите критикуват, че настоящите стратегии за производство на ваксини обикновено са твърде дълги, твърде неефективни и твърде скъпи: „Настоящите методи за производство на ваксини се основават на технология, която е на 50 години“, пише биохимикът Гарет Форде в коментар в списание „Nature“ през 2005 Биотехнологии "пред заплахата от птичи грип.

Но защо се е случило толкова малко за толкова дълго време? В интервю за SPIEGEL ONLINE Форде каза: "Ваксините не са особено доходоносен пазар. Можете просто да печелите повече с лекарства, от които хората може да се нуждаят всеки ден, отколкото с ваксини, които понякога трябва да се прилагат веднъж на всеки десет години."

В същото време разпоредбите за производство на ваксини стават все по-строги - което увеличава производствените разходи. Накратко: Според Forde стимулите за фармацевтичните производители на пазара на ваксини са ниски. „Ето защо университетските изследвания и тези на други научни организации са толкова важни за по-нататъшното развитие и откриване на нови ваксини“, казва Форде.

Следователно учените имат големи надежди за напълно нови стратегии за ваксинация. SPIEGEL ONLINE представя най-обещаващите.

Ваксинация с вирусна ДНК

Ваксинациите се използват от края на 18 век. Принципът все още е непроменен: тялото се ваксинира в отслабена форма, клетките на имунната система разпознават нарушителя, образуват подходящи антитела и създават клетки на паметта. Ако в даден момент след ваксинацията настъпи истинска инфекция, тялото е подготвено: брониращите клетки на паметта могат незабавно да генерират подходящите антитела и да унищожат патогена.

За да се получат отслабени патогени обаче, първо трябва да се отглеждат. Това отнема известно време. А в случай на пандемия времето е от съществено значение.

И така, защо да не оставим тялото да произведе отслабения враг, за да може да се упражнява върху него? Това е идеята за ДНК ваксинацията.

В детайли изглежда така: Веднага щом са известни последователностите на гените на пандемичен вирус - анализът не е голяма работа, много грипни вируси имат само осем гена - гените на вируса се пресъздават изкуствено. След това произведените парчета ДНК се вмъкват в плазмид, кръгова ДНК молекула, открита в бактериите. Генетичните инженери използват плазмиди като фериботи, когато искат да въведат гени в клетките.

След като сте изградили плазмид, който съдържа някои от гените на вируса - първо го въвеждате в бактерия. Бактериите се размножават в големи биореактори - което е много по-бързо от нарастващите вируси в яйцата. След това плазмидите се изолират отново от бактериите и се пречистват. ДНК ваксината е готова.

Вирусът на свинския грип

Патогенът стрелка нагоре

Патогенът стрелка надолу

Това е вирус на грип А, наречен H1N1, който може да се предава от човек на човек - главно чрез ръкостискане, кихане и кашляне. Вирусът H1N1 също е причинил испанския грип, който е убил поне 25 милиона души по целия свят между 1918 и 1920 година.

Симптоми стрелка нагоре

Симптомите стрелка надолу

Свинският грип причинява симптоми, подобни на нормалния грип: внезапна треска, мускулна болка, суха кашлица и сухота в гърлото. Придружаващите диария и гадене обаче са по-изразени.

Стрелка нагоре

Стрелката за опасност надолу

Новите щамове на вируса могат да се разпространят бързо, тъй като няма естествен имунитет и са необходими месеци, за да бъде разработена и произведена настоящата ваксина. Новият щам на вируса на свинския грип се различава от по-стария вирус H1N1, срещу който настоящите грипни ваксини предпазват. Обикновеният грип убива 250 000 до 500 000 души всяка година, предимно възрастни хора. Повечето умират от пневмония. Здравите хора също могат да се разболеят фатално.

Антивирусни стрелки нагоре

Антивирусни агенти стрелка надолу

Според настоящото състояние на познанията активните съставки оселтамивир (търговско наименование Tamiflu) и занамивир (търговско наименование Relenza) предлагат защита срещу вируса на свинския грип. Тези активни вещества възпрепятстват неспецифичното размножаване на вирусите на грип А и грип В в организма.

Многофункционалност на грипните вируси Стрелка нагоре

Многофункционалност на грипните вируси Стрелка надолу

Грипните вируси са сред най-гъвкавите известни патогени. Развитието на изцяло нови видове е рядко, но изключително опасно. Обикновено вирусите скачат от птици или прасета до хора някъде по света. Ако срещнат други, по-стари грипни вируси в клетките на тялото, генетичната информация може да се смеси и да произведе нови патогени.

Това може да се инжектира в мускула като нормална ваксина. След това някои от плазмидите, заредени с изкуствени вирусни гени, се поглъщат от имунните клетки на организма. Веднъж попаднали в клетката, гените се трансформират в протеини, които след това - както при нормална ваксинация - стартират механизма за защита на антителата на организма.

Вирусните генни последователности могат да се изпращат по имейл

Принципът на ДНК ваксинацията е подобен на истинската инфекция. Вирусите не правят нищо друго, освен да инструктират фабриката за протеини на клетките да изгради нови патогени. Единствената разлика е, че ДНК ваксинацията внася само отделни вирусни гени в клетките. Това не води до функциониране на вируси, а само до отделни компоненти на патогена.

Методът не само е елегантен, но и има огромни предимства: "ДНК ваксините се произвеждат много по-бързо от конвенционалните ваксини", казва Гарет Форде. "След като знаете последователността на гените на вируса, можете да изпратите информацията по имейл по целия свят", каза Форде. "След това в рамките на две седмици имате производствена мрежа за производството на ДНК ваксина."

Джим Уилямс е вицепрезидент по научните изследвания в Nature Technology Corporation в щата Небраска. Неговата биотехнологична компания произвежда плазмиди и ДНК ваксини. Той потвърждава: "Този бърз начин на производство е голямото предимство на ДНК ваксините. В случай на пандемия те биха били най-бързите ваксини за разпространение."

Генетичната ваксинация е все още на експериментален етап. В експерименти с животни беше възможно да се имунизират мишки с ДНК ваксинации срещу различни вируси. При маймуните и хората обаче ефективността на имунизацията е ниска.

„Големият проблем е как се прилага“, казва Джим Уилямс. Традиционното инжектиране на гола ДНК в мускула не води до адекватна имунизация при хората, каза Уилямс. Тъй като само малка част от молекулите на ДНК попадат в клетъчните ядра по този начин.

Токов удар при ваксинация

„Имате нужда от електропоратор, устройство, което създава електрическо поле за няколко секунди на мястото на приложение на ваксината.“ В резултат на това клетъчните мембрани стават порести за кратко време и предварително инжектираните плазмиди с ДНК на вируса се абсорбират по-добре. С този метод, казва Уилямс, може да се генерира ефективен имунен отговор при маймуните. Следователно същото може да се очаква и при хората.

Недостатъкът на тази инжекция обаче е, че пациентът получава токов удар. И това, смята Уилямс, мнозина не биха искали да страдат - ако има по-приятна алтернатива. По време на пандемични извънредни ситуации обаче със сигурност изглежда различно, подозира той.

Майкъл Пфлайдерер не споделя оптимизма на Форде и Уилямс относно ДНК ваксинациите: „В моите очи ДНК ваксините са фантастични продукти“. Понастоящем не е възможно да се произведат необходимите количества ДНК ваксини за световно население. Съществуват и високи рискове: Може да се задействат мутации, да се активират онкогени, които причиняват рак. "Изобщо не виждам бъдеще в тези ваксини."

Всъщност ДНК ваксините все още трябва да се утвърдят в клинични изпитвания. Първите резултати от проучвания фаза I показват добра поносимост, както учените съобщават през март 2008 г. в специализираното списание "Expert Reviews Of Vaccines". Независимо от това, новото лекарство трябва да премине през три клинични фази, преди да бъде одобрено. А това може да отнеме години.

RNAi - парализиращи вирусни гени

Преди няколко години учените откриха механизъм в клетката, който инициира истинска революция в генното инженерство: РНК интерференция (RNAi). Принципът е следният: Ако знаете последователността на даден ген, можете да го осакатите с направени по поръчка къси парчета РНК. Тези изкуствено произведени геномни молекули предотвратяват превръщането на гена в протеин.

Оттогава изследователите използват този естествен механизъм в клетката, за да изследват функцията на гените - като ги изключват и виждат какво се случва. С RNAi също може да се предотврати транслацията на вирусни гени в заразените клетки. Това не би предотвратило инфекцията, но щеше да предпази вируса от разпространение в тялото. Следователно RNAi е алтернатива на антивирусните агенти като Тамифлу, казва Бен Беркхут, вирусолог от Университета в Амстердам, в интервю за SPIEGEL ONLINE.

Учените вече са тествали метода при ХИВ, хепатит и грипни инфекции при животни и хора - с различна степен на успех.

По мнение на Berkhout, RNAi е най-подходящ за вируси, които заразяват дихателните пътища - с инхалационни устройства РНК може да се внесе в белите дробове локално и лесно. Мишките могат да бъдат ефективно защитени срещу птичи грип, а маймуните срещу Сарс, пише Berkhout. В случай на пандемия, заключи изследователят, РНК - приложена в краткосрочен план - може да бъде ефективна помощ.

Съществуват обаче и възможни странични ефекти, които не бива да се подценяват: Транслацията на други жизненоважни гени в клетката може да бъде нарушена от РНК парчетата. Имунен отговор срещу самите молекули на РНК също се наблюдава при експерименти с животни. Следователно употребата на РНК, предупреждава Berkhout, трябва да бъде краткосрочна, локална и в малки дози.