Mai știți ce s-a întâmplat în secolul XV când europenii au dus „cadouri” (variola, tuberculoza, pojar, …) populațiilor băștinașe de pe noul continent?
Cred că sunteți de acord cu mine că vaccinarea este sunt una dintre cele mai importante intervenții de sănătate publică din istorie. De la descoperirea vaccinurilor în 1798 de către un medic englez (Edward Jenner) cu ocazia unei epidemii de variolă, s-au salvat multe milioane de vieți. O sută de ani mai târziu, Louis Pasteur a descoperit vaccinurile împotriva holerei, antraxului și rabiei, stabilind principiile cheie ale vaccinării: slăbirea virulenței agenților patogeni și folosirea lor pentru a stimula sistemul imunitar al unui organismului neinfectat, fără a declanșa boala. Tot pe atunci au apărut și vaccinurile împotriva ciumei, holerei și febrei tifoide.
Eficiența vaccinurilor a fost îmbunătățită o dată cu apariția vaccinurilor conjugate, ce combinau un antigen slab imunogen (ca de exemplu, un polizaharid din capsula bacteriană) cu o proteină purtătoare imunogenică (ca de exemplu, o proteină derivată din agentul patogen, specifică patogenului) pentru a spori răspunsul imun.
Pe scurt, vaccinurile „tradiționale” folosesc microorganisme moarte, microorganisme vii atenuate, subunități proteice complexe sau toxine bacteriene inactivate chimic. Dintre vaccinurile „tradiționale” care se folosesc și în ziua de astăzi și se administrează sugarilor și copiilor menționez cele împotriva difteriei, tetanusului și pertussisului (tusa măgărească), tuberculozei, poliomielitei, hepatitei B și altor boli cu consecințe grave pe termen lung sau chiar moartea.
O dată cu descoperirea ADN-ului (o grupare de atomi legați prin legături chimice, o moleculă complexă ce conține informațiile genetice necesare pentru dezvoltarea, funcționarea și reproducerea tuturor organismelor vii cunoscute și a multor virusuri), știința vaccinurilor a luat amploare pentru că a fost descifrat codul genetic al agenților patogeni.
Ce sunt exact și cum funcționează vaccinurile cu ADN
Vaccinurile cu ADN sunt o clasă de vaccinuri care folosesc fragmente de ADN-ul ce codifică antigene specifice unui agent patogen. Altfel spus, folosește informația genetică din bucata de ADN a unei bacterii (sau alt agent patogen), care produce proteina prin care sistemul nostru imunitar poate identifica acea bacterie.
Dar cum poate fi administrată această informație corpului nostru?
Biotehnologia și ingineria genetică au venit cu ideea de plasmid: o macromoleculă de ADN care se poate replica independent de cromozomul bacterian, dar folosind aparatul replicativ al celulei în care se găsește. Plasmidul cu informația genetică dorită se administrează prin injecție musculară, de exemplu. Apoi, plasmidele de ADN sunt absorbite de celulele din locul injecției, inclusiv celulele musculare și celulele din piele. Plasmidele de ADN pătrund în nucleul acelor celule, transcrise în ARN mesager ce este transportat în citoplasma celulei unde se sintetizează proteine antigenice. Fragmente din aceste proteine folosesc un transportator (moleculă de suprafață celulară din complexul major de histocompatibilitate clasa I) și ajung la suprafața celulară unde sunt recunoscute de unele limfocitele T (un tip de leucocite care se trec prin timus pentru a se „maturiza” și deveni funcționale).
Dintre avantajele de a folosi acest tip de vaccin aș enumera: sunt sigure, nu folosesc agent patogen direct; sunt stabile, rezistente la temperaturi extreme, facilitând depozitarea și transportul; se produc ușor și pe scară largă. Printre dezavantajele acestui tip de vaccin se numără și faptul că nu sunt la fel de potente precum vaccinurile tradiționale. Există o îngrijorare teoretică că ADN-ul plasmidic ar putea fi integrat în genomul celulelor gazdă, dar acest lucru nu a fost observat în studiile clinice până în prezent.
O altă generație și mai nouă de vaccinuri sunt cele cu RNA
Principala diferență este că vaccinurile cu ADN trebuie să ajungă în nucleu pentru transcrierea în ARNm, în timp ce vaccinurile cu ARNm sar peste acest pas și sunt „traduse” direct în proteine în citoplasmă.
Administrarea se face prin încapsularea ARN-ul mesager (ARNm) al vaccinului în nanoparticule lipidice, de exemplu. După injectare intramusculară ele fuzionează cu membrana celulară și eliberează ARNm în citoplasma celulei. Odată ajuns în citoplasmă, ARNm este recunoscut de ribozomi (organite celulare responsabile de sinteza proteinelor) și se produce proteina antigenică, folosind aminoacizii prezenți în citoplasmă. Astfel, producția de proteine utile sistemului imunitar este mai rapidă și mai simplificată. Marele dezavantaj este că ARNm este mult mai puțin stabil (adică se degradează, dezintegrează repede) și necesită condiții de stocare speciale (foarte rece).
Sumarizând, știința vaccinurilor este un domeniu foarte activ care se actualizează în permanență în paralel cu genetica și biotehnologia. Toate vaccinurile au același scop: de a „educa” pe termen cât mai lung sistemul imunitar al unui organism sănătos.
Pe lângă cele explicate mai sus, se știe că virușii sunt printre cele mai abundente entități biologice de pe planeta noastră și au roluri majore în ecologia globală și evoluția biosferei. Toate organismele celulare, cu posibila excepție a unor bacterii parazite intracelulare, adăpostesc virioni (particulele virale complete, infecțioase, formate în urma asamblării componentelor virale în celula gazdă; e forma sub care virușii supraviețuiesc virușii). Originea virusurilor este încă studiată, dar ce este sigur este că virușii sunt omniprezenți chiar dacă nu se văd cu ochiul liber (sic!). Mai mult decât atât, aproape jumătate din genomul uman este format din transpozoni și retrotranspozoni, secvențe de ADN capabile să se deplaseze și să se multiplice în genom. Multe dintre aceste „gene săritorare” provin din integrarea retrovirusurilor endogene umane (rămășițe ale infecțiilor virale) în genomul strămoșilor noștri de-a lungul a zeci de milioane de ani.
Referințe:
- https://doi.org/10.1164/rccm.201609-1810LE
- https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800964-2.00001-X
- https://www.jenner.ac.uk/about/edward-jenner
- https://doi.org/10.1016/S0065-2660(05)54011-2
- https://doi.org/10.1038/s41578-021-00358-0
- https://doi.org/10.1038/s41579-019-0205-6
- https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.044
Acest material a fost publicat de autoare și pe contributors.ro
