#POKOLENIA

Jaki wynalazek w medycynie ocalił najwięcej istnień ludzkich? Czy było to zastosowanie antybiotyków do leczenia stanów zapalnych? A może wprowadzenie do procedur szpitalnych zasad aseptyki, co znakomicie wyeliminowało zakażenia popołogowe oraz pooperacyjne, skutkujące śmiercią większości pacjentów? Ogromny postęp w medycynie, którego jesteśmy świadkami, związany jest również rozwojem nowoczesnych metod diagnostycznych oraz powstaniem transplantologii.

Wszystkie wymienione innowacje medyczne ustępują jednak miejsca jednemu skromnemu wynalazkowi, o którym często zapominamy – ponieważ stosowany jest on powszechnie od XX wieku, już od chwili naszych narodzin.

W opinii najwybitniejszych lekarzy i ekspertów, przełomem w medycynie było wynalezienie szczepionek na większość chorób zakaźnych, trapiących ludzkość od zarania dziejów. Przykładem choroby, która zabiła setki milionów ludzi (śmiertelność 40 – 50% zakażonych) była ospa prawdziwa (zwana też ospą czarną). Zmagano się z nią bezskutecznie od setek lat. Kluczową datą jest 14 maja 1796 r. – tego dnia brytyjski lekarz – Edward Jenner podał 8-letniemu chłopcu wirusa ospy krowiej. Wcześniej zaobserwował, że osoby pracujące przy bydle nie zapadają na ospę prawdziwą, a przebieg choroby jest u nich łagodniejszy. Po podaniu szczepionki u chłopca rozwinęła się niegroźna postać choroby. Lekarz zaszczepił chłopca powtórnie, ale tym razem ospą prawdziwą. Chłopiec nie zachorował. Był to pierwszy w historii przypadek podania szczepionki.

Odkrycie przez Jennera szczepionki na ospę prawdziwą, i w konsekwencji całkowite zwalczenie tej choroby zakaźnej na całym świecie, a także całkowite pokonanie wywołującego ją patogenu w organizmach ludzkich, zwierzęcych i innych elementach środowiska, uważa się za jedno z największych dokonań ludzkości. Ostatnie istniejące wirusy ospy prawdziwej przechowywane są jedynie w laboratoriach do badań naukowych.

Wynalezienie szczepionek znacznie zmniejszyło skutki wielu chorób zakaźnych, np. gruźlicy, błonicy, krztuśca, tężca, duru wysypkowego, żółtej gorączki i grypy. Po II wojnie światowej, dzięki szczepionkom udało się opanować kolejne choroby: odrę, świnkę, różyczkę, ospę wietrzną, wirusowe zapalenie wątroby typu B i wirusowe zapalenie wątroby typu A.

Zestawienie przedstawia historię powstawania kolejnych szczepionek (źródło: Centrum Nauki i Techniki EC1, Małgorzata Kuligiewicz):

Głównym celem szczepienia jest ochrona przed ciężkim przebiegiem choroby oraz powikłaniami z niej wynikającymi.

Z medycznego punktu widzenia szczepionka to preparat biologiczny zawierający antygen lub antygeny, które stymulują układ odpornościowy organizmu do rozpoznania antygenu jako czynnika obcego, zniszczenia go i utworzenia pamięci immunologicznej. Szczepienie naśladuje naturalną infekcję. Skutkuje to wytworzeniem lub wzmocnieniem już istniejącej odporności podobnej do tej, jaką uzyskuje organizm podczas pierwszej styczności z prawdziwym wirusem lub bakterią. Następuje wzmocnienie naturalnego systemu obronnego organizmu przed zakażeniem.

Podstawowymi i najważniejszymi składnikami szczepionki są antygeny stanowiące substancję czynną, które pobudzają układ odpornościowy do wytwarzania przeciwciał oraz innych czynników uczestniczących w zwalczaniu choroby. Takim antygenem może być żywy – ale o osłabionej aktywności, także zabity drobnoustrój, a także inne fragmenty jego struktury (metabolity). Tymi drobnoustrojami są wirusy i bakterie. W skład szczepionki wchodzą także w śladowych ilościach substancje pomocnicze, produkty stanowiące pozostałości po procesie produkcyjnym oraz woda.

Epizodycznie, po szczepieniu może pojawiać się chwilowe, łagodne pogorszenie stanu zdrowia, któremu towarzyszy gorączka, osłabienie, wysypka, kaszel, biegunka czy dreszcze.
W naszym kraju odnotowuje się średnio około 1 taki przypadek na 10 tysięcy zaszczepionych osób. Ryzyko wystąpienia wstrząsu anafilaktycznego (silna reakcja organizmu po kontakcie z substancją uczulającą) zdarza się raz na milion przypadków. Wstrząs anafilaktyczny pojawia się nagle, kilka minut po szczepieniu. Antidotum jest natychmiastowe, domięśniowe podanie zastrzyku z adrenaliny i kontrola lekarska. Dlatego tak ważne jest aby po zaszczepieniu pozostać w punkcie szczepienia minimum pół godziny.

Tego dnia w tym chińskim mieście odnotowano pierwsze zachorowania spowodowane zakażeniem nieznanym jeszcze wirusem.
Już 11 marca 2020 roku Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaklasyfikowała rozprzestrzeniającą się po całym świecie chorobę zakaźną jako pandemię. Dochodzenie epidemiologiczne, przeprowadzone przez chińskich wirusologów, potwierdziło że zachorowania wywołuje nowy wirus z grupy koronawirusów. Kilka dni potem wirusolodzy dysponowali już zsekwencjonowanym genomem wirusa, któremu przypisano nazwę SARS-CoV-2. Wirus ten wywołuje ostrą chorobę układu oddechowego – COVID – 19.

Wirusy są wewnątrzkomórkowymi pasożytami bezwzględnymi. Infekują wszystkie formy życia. Są całkowicie zależne od żywych komórek pełniących rolę gospodarza – nie są zdolne do namnażania się poza komórką gospodarza. Do namnażania wykorzystują system komórki będącej żywicielem. Wirusów nie zalicza się do organizmów żywych, ponieważ nie mają struktury komórkowej, jądra komórkowego ani własnych układów metabolicznych. Najprostsze wirusy zbudowane są z kwasu nukleinowego stanowiącego ich genom oraz otaczającego go płaszcza białkowego. Tym kwasem nukleinowym może być kwas rybonukleinowy RNA (wirusy RNA) lub kwas dezoksynukleinowy DNA (wirusy DNA).

SARS-CoV-2 jest wirusem osłonkowym, którego genom stanowi jednoniciowe RNA; należy więc do rodziny wirusów RNA. Nazywany jest koronawirusem, ponieważ cząsteczka wirusa ma kształt zasadniczo kulisty i wykazuje charakterystyczną „koronę” białek kolczastych wokół osłonki lipidowej. To właśnie te wypustki kolczaste (ang.spikes) nadają wirusowi wygląd podobny do korony słonecznej. I tymi właśnie kolcami koronawirus atakuje komórkę człowieka.

Szczepionki mRNA przeciw COVID-19 składają się z informacyjnego kwasu rybonukleinowego mRNA (litera m – od ang. messenger, czyli posłaniec; w tym przypadku posłaniec przenosi do komórki gospodarza informację o tym, jakie białko będzie syntetyzowane). Kwas mRNA jest bardzo nietrwały – jego czas życia w obcym organizmie wynosi kilka minut, dlatego należy go zamknąć w kapsułce zbudowanej z nanocząsteczek lipidowych, pełniącej funkcję ochronną oraz funkcję transportową. Dzięki tej kapsułce lipidowej czas życia mRNA wirusa wydłuża się na tyle, że może on pokonać barierę błony komórkowej i przeniknąć do komórki człowieka (gospodarza). Na podstawie tego mRNA w komórce gospodarza syntetyzowane jest białko S (kolca) SARS-CoV-2, które  – będąc silnym antygenem – pobudza odpowiedź odpornościową. W organizmie człowieka taki zabezpieczony mRNA żyje tylko do około 1 godziny. Rozkładany jest przez enzymy wydzielane przez jądro komórkowe do cytoplazmy (cytoplazma – substancja wypełniająca przestrzeń wewnątrzkomórkową poza jądrem komórkowym).

Prześledźmy cały proces tworzenia odpowiedzi odpornościowej po zaszczepieniu.

Zabezpieczone kapsułką lipidową mRNA koronawirusa, po wstrzyknięciu do organizmu, pokonuje błonę komórkową gospodarza i przedostaje się do wnętrza komórki, a następnie do rybosomów (rybosomy – struktury komórkowe uczestniczące w produkcji wszystkich białek w każdym organizmie żywym). Rybosomy rozszyfrowują informację genetyczną zawartą w mRNA wirusa i stosują ją w biosyntezie białka S, która przebiega poza jądrem komórkowym. Powstałe w rybosomach białko S prezentowane jest na zewnątrz komórek gospodarza. Komórki układu odpornościowego gospodarza (limfocyty) rozpoznają białko S jako obce, czyli jako antygen. Limfocyty natychmiast uruchamiają wytwarzanie przeciwciał specyficznych dla danego koronawirusa. Układ odpornościowy człowieka uczy się jak rozpoznać wirusa. Dostarczone ze szczepionką w zastrzyku mRNA wirusa, po spełnieniu swojej roli, rozpada się na naturalne, nieszkodliwe składniki.

W szczepionce klasycznej podaje się gotowe, odpowiednio przygotowane białko zawarte w martwym wirusie lub jego fragmencie. Sporządzenie preparatu o odpowiedniej czystości jest w tym przypadku skomplikowane i trudne. Ponadto, szczepionki tradycyjne zawierają wiele substancji pomocniczych, które pomagają utrzymać ich stabilność, aktywność oraz bezpieczeństwo.

Szczepionka mRNA zawiera informację genetyczną jak wyprodukować białko wirusa, a następnie wytwarzać przeciw niemu przeciwciała. To białko jest samo syntetyzowane w naszym organizmie, a nie podawane w formie wstrzyknięcia martwego wirusa lub jego fragmentu. Jest to dzisiaj najnowocześniejsza ze szczepionek, bo jest efektem intensywnych prac naukowych prowadzonych przez ostatnie ponad 20 lat.

Szczepionka RNA jest jak program, który dostarcza komórce instrukcji.

Z całej grupy różnych szczepionek, konkretna szczepionka mRNA jest najbardziej czysta ponieważ:

• jest najlepiej zdefiniowana w sensie identyfikowalności składu, ponieważ specjalnie zaprojektowany mRNA ze szczepionki trafia do komórki z instrukcją jak wyprodukować białko S wirusa SARS-CoV-2, tak aby w organizmie powstały przeciwciała,
• nie ma nośników białkowych, tak jak w szczepionkach klasycznych,
• nie ma substancji wspomagających (tzw. adjuwantów), które wspomagają poszczepienną  odpowiedź odpornościową na podany antygen.; adjuwanty dodawane są do szczepionek tradycyjnych w celu zwiększenia ich skuteczności,
• szczepionka mRNA, w przeciwieństwie do tradycyjnej może być stosowana w sytuacji obniżonej odporności pacjenta wywołanej chorobą lub przyjmowanymi lekami,
• dostarczone do komórek mRNA koronawirusa jest wykorzystane jedynie do produkcji białka S, po czym ulega degradacji,

szczepionka mRNA jest szczepionką syntetyczną; jej produkcja nie wymaga pracy z czynnikiem zakaźnym jakim jest wirus. W szczepionkach tradycyjnych konieczna jest hodowla wirusa w laboratorium, co znacząco wydłuża czas powstania szczepionki oraz wiąże się ze stosowaniem skomplikowanych procedur. I tak, wyprodukowanie szczepionki przeciw grypie wymaga około 6 miesięcy. W przypadku szczepionki mRNA jedna seria szczepionki może być wyprodukowana w ciągu tygodnia.

Pandemia SARS-CoV-2 przyniosła prawdziwy przełom w medycynie w postaci szczepionki na COVID-19 opartej na zastosowaniu mRNA. Nie wiadomo jeszcze, jak długo utrzymywać po zaszczepieniu będzie utrzymywać się odporność i czy konieczne będą dawki przypominające. Badania kliniczne trwać będą jeszcze minimum przez dwa lata.

Nie jesteśmy jednak już bezbronni.

dr n. farm. Leszek Borkowski dla portalu: Blogosfera Medexpressu

Portal Naukovo.pl [276] Dobra ciotka Magda – #koronawirus#szczepionkaCOVID19             Portal Naukovo.pl[276] prof dr hab. Paweł Golik i dr Magdalena Kawalec-Segond.

Kawiarnia Naukowa spotkanie online w dniu 18.01.2021; „Czy warto się szczepić             przeciw COVID-19?” Prelegenci: dr hab. n. med. Ernest Kuchar, dr n. med. Jacek   Mrukowicz. Prowadzący: red. Marcin Rotkiewicz.

Portal Medexpress.pl

Inicjatywa „Nauka Przeciw Pandemii”

Materiały NIZP-PZH

Portal Medonet

Lidia Kania