Senos vakcinos – naujam tikslui?

Per COVID-19 pandemiją farmacijos kompanijos pagamino lig šiol nematytus kiekius vakcinų. Tai išgelbėjo milijonus gyvybių, kita vertus, daug vakcinų liko nepanaudota, paseno ir buvo išmestos. Kad tokios problemos ateityje būtų išvengta, Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) tyrėjai, vykdydami projektą, siūlo ekologišką išeitį: galbūt įmanoma pasenusias vakcinas pritaikyti kitam tikslui – naujiems biojutikliams kurti? 

Šią galimybę lietuvių mokslininkai pirmąkart pasaulyje pademonstravo savo straipsnyje, kuris neseniai publikuotas aukšto lygio tarptautiniame analitinės chemijos leidinyje „Talanta“.

Straipsnio autoriai – FTMC Nanotechnologijų skyriaus tyrėjai dr. Vincentas Mindaugas Mačiulis, dr. Asta Lučiūnaitė, dokt. Mantvydas Usvaltas, dokt. Silvija Juciūtė bei prof. dr. Ieva Plikusienė, taip pat – Vilniaus universiteto Chemijos ir geomokslų fakulteto profesorė (HP) dr. Almira Ramanavičienė.

Apie šį darbą ir novatoriškus jo tikslus pasakoja pagrindinis tyrimo autorius dr. V. M. Mačiulis.

Pačioje straipsnio pradžioje atkreipiate dėmesį į masinę problemą, išaiškėjusią kovido įkarštyje.

Taip, visi girdėjome, kad pandemijos metu valstybės pirko vakcinas dideliais kiekiais – tačiau jos, kaip ir visi produktai, turi savo galiojimo laiką. Kai kurios Vakarų šalys, kaip Prancūzija, dalį nepanaudotų vakcinų dovanojo kitoms šalims (pavyzdžiui, siųsdavo į Alžyrą). Problema su tokia labdara buvo ta, kad tos vakcinos vis tiek būdavo arti savo galiojimo laiko pabaigos. Be to, vakcinoms reikia ir specialių laikymo sąlygų, šaldytuvų ir pan. Kur jas dėti? Belikdavo išmesti.

Taigi mums kilo mintis: gal galėtume nebegaliojančius preparatus prikelti antram gyvenimui? Verta pasakyti, kad dėmesį kreipėme į vadinamąsias VLP vakcinas su virusų pavidalo dalelėmis (angl. Virus-Like Particles). VLP yra baltyminės struktūros, kurios primena tikrą virusą, tačiau neturi jo genetinės medžiagos (DNR ar RNR). Todėl jos negali sukelti infekcijos, bet imuninė sistema jas atpažįsta kaip pavojų ir pradeda gaminti antikūnus – taip susiformuoja imunitetas.

Mūsų tyrime naudojome tokias COVID-19 vakcinas, bet, žvelgiant į ateitį, galima mąstyti plačiau: VLP vakcinų būna įvairių – tarkim, žmogaus papilomos viruso ar hepatito B skiepai kuriami naudojant tokias pat technologijas. Tad gal galima mūsų vystomą metodą pritaikyti ir kitų ligų prevencijai?

Bet kol kas sau buvome išsikėlę dvi užduotis – panaudoti nebegaliojančias COVID-19 VLP vakcinas ir pritaikyti jas biojutikliuose, kurie padėtų nustatyti imunitetą koronavirusui.

Kaip vyko šis senų vakcinų „restauravimas“?

Jų mums iš savo laboratorijos padovanojo Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro profesorė dr. Aurelija Žvirblienė. Vakcinos sudėtyje be spyglio baltymo yra papildomų dalių – tai farmacinės medžiagos, pagerinančios vaistų stabilumą, bei adjuvantai. Pastarieji yra molekulės, skatinančios imuninį atsaką, kad kūnas suvoktų pavojų ir pradėtų saugotis.

Tų papildomų medžiagų ten yra labai daug. O mums reikėjo išgryninti ir gauti vien tik spyglio baltymus, kad gautume „švarias“, „koncentruotas“ vakcinas. Šį darbą padarė mano kolegė dr. Asta Lučiūnaitė iš VU GMC, kuri taip pat šiuo metu yra FTMC Nanotechnologijų skyriaus mokslininkė stažuotoja. Ji atliko ir palyginamuosius tyrimus, ar „nuvalyti“ spyglio baltymai reaguoja su antikūnais. Tokia buvo pradinė mūsų užduotis.

Kas vyko toliau? Paprastai kalbant, spyglio baltymai iš vakcinų buvo „pritvirtinti“ (imobilizuoti) ant aukso paviršiaus naudojant cheminius ryšius. Taip paruošėme paviršių, kurį toliau taikėme antikūnų nustatymui. Dabar beliko išbandyti, kaip jis veikia.

Tam tikslui panaudojome specialiai paruoštus kraujo serumus, kuriuose buvo skirtingas antikūnų kiekis. Jie buvo išbandyti naudojant tris skirtingus jutiklių paviršius. Viename – mūsų atskirti spyglio baltymai, kitame – komerciškai įsigyti pandemijos pradžioje cirkuliavusios viruso atmainos spyglio baltymai, o į trečiąjį patalpinome „Omicron“ atmainos koronaviro spyglio baltymus. Stebėjom, kaip kiekvieni iš jų jungiasi su kraujo serumuose esančiais antikūnais.

Kitaip sakant, ar šie skirtingų mutacijų spygliai atpažins, koks yra žmogaus imunitetas prieš koronavirusą?

Taip, ar jis užtektinai apsaugotas, o gal jam jau reikėtų pasiskiepyti.

Kaip aprašėme straipsnyje, šie pirmieji mūsų eksperimentai puikiai pavyko. Tokiu būdu iš pasenusių vakcinų gautais spyglio baltymais biojutikliai atpažino antikūnus ir davė patikimų rezultatų. Lyginant su komerciniais „šviežiais“ baltymais, šita sąveika dar nėra tokia pat tiksli, bet tai tik pradžia. O bendras rezultatas džiugina – šiame, dabartiniame, lygmenyje senų vakcinų panaudojimas pasiteisina.

Kaip minėjau, bandome siekti ekologiškumo, kad nebereikėtų išmesti vakcinų – ir kad pati vakcinų gamyba taptų tvaresnė. Be to, jei mūsų metodą pavyks ištobulinti iki biojutiklio technologijos, tai bus gerokai pigesnis būdas nustatyti specifinius antikūnus. Kiekvienas šioje srityje dirbantis mokslininkas pasakys, kad pirkti specialiai tam skirtus baltymus yra brangu – o mūsų atveju, nebegaliojančias vakcinas laboratorijos galėtų gauti gerokai pigiau.

Ką planuojate daryti toliau?

Savo tyrimais siekėme pademonstruoti, kad tokia modelinė sistema veikia. Norime tęsti šiuos darbus, taip pat būtų įdomu atlikti bandymus ir su kitomis, jau ne COVID-19, senomis vakcinomis, patikrinti imunitetą kitoms ligoms. Tikėtina, kad metodas veiktų labai panašiai, bet reiktų įsitikinti, ar įmanoma gauti tuos pačius rezultatus.

Taip pat planuojame patobulinti procesą, kaip iš senos vakcinos išgauti spyglio baltymus, kad sąveika su antikūnais būtų dar geresnė.

Simonas Bendžius, Fizinių ir technologijos mokslų centras (FTMC)