Vakcine u centru pažnje Understand article

Postavite mi vaša goruća pitanja: Vakcine su došle u centar pažnje tokom pandemije COVID-19. Koje su različite vrste vakcina i kako one deluju?

Kako se naša tela bore protiv infekcija?

Mikroorganizmi (virusi i bakterije) koji mogu izazvati oboljenja ako uđu u naše telo se nazivaju patogeni. Naš imunski sistem se bori protiv ovih patogena, a u ovoj borbi glavnu ulogu igraju B-ćelije adaptivnog (stečenog) imunskog sistema. One proizvode proteine koji se nazivaju antitela. Antitela se vezuju za određeni deo patogena koji se naziva antigen, i time ih obeležavaju i informišu druge ćelije imunskog sistema da patogen treba uništiti. Kada se jednom stvore, B-ćelije i njihova antitela za određeni patogen, dalje nastavljaju da skeniraju naše telo i detektuju taj određeni patogen ako opet uspe da nas napadne.

Antitela napadaju virus
Jednom kada je stvorena imunska zaštita, antitela specifična za određeni patogen (plavo) se vežu za površinu patogena (crveno), i time ih obeležavaju i obaveštavaju druge ćelije imunskog sistema da patogen treba biti uništen.
Christoph Burgstedt/Shutterstock.com

Adaptivni imunskog sistem omogućava ljudima da se oporave od infekcija i obično više ne oboljevaju od te bolesti, kao što je slučaj sa varičelom. Ali, isti patogen može prevariti naš imunski sistem i izazvati ponovno oboljenje. Na primer, virus influence brzo mutira i nove varijante imaju drugačije antigene koje imunske ćelije i njihova antitela ne prepoznaju. Pojedini patogeni, kao što jeMycobacterium tuberculosis (koji izaziva tuberkulozu) i ljudski virus imunodeficijencije (HIV), mogu da se kriju unutar ćelije domaćina gde ih imunski sistem ne može naći.

Kako rade vakcine?

Vakcine pokreću odgovor adaptivnog imunskog sistema na isti način na koji to rade i patogeni, ali bez rizika razvijanja infekcije. Od njih se ne možemo razboleti jer one sadrže samo ili  modifikovani ili oslabljeni patogen, ili samo antigen. Uprkos tome imunski sistem i dalje može razviti B-ćelije i antitela koji će napasti patogen ako ikada uđe u telo.

Vakcine sadrže inaktivisani patogen koji ne može izazvati oboljenje ali može podstaći imunski sistem da stvori antitela.

Postoji više načina razvijanja vakcina, što dovodi do više vrsta vakcina[1]

Vrste vakcinaSadržePrimer
Žive-atenuisaneOslabljeni živi patogenTifusna groznica, male boginje, zauške
InaktivišeMrtvi ili inaktivisani patogenInfluenca, Hepatitis A
ToksoidInaktivisani toksin uzet od patogenaDifterija, veliki kašalj, tetanus
PodjedinicaDeo patogena (antigen)Hepatitis B, tifusna groznica
Nukleinska kiselinaGenetski kodiran antigenEbola, COVID-19

Kada se bira način razvijanja vakcine moraju se uzeti u obzir sledeći aspekti:

  • Da li je ta vakcina bezopasna za ljude sa oslabljenim imunskim sistemom?
  • Da li je jedna doza (ili set doza) dovoljan, ili je neophodno primiti dodatnu dozu da bi se održao imunitet?
  • Koji su neželjeni efekti?
  • Da li je za vakcinu neophodno specijalno skladištenje, kao što je izuzetno niska temperatura?

Svaka razvijena vakcina se ponaša pomalo drugačije i mora biti detaljno testirana, ali različiti tipovi vakcina imaju opšte odlike koje moraju biti uzete u obzir.

Žive, atenuisane vakcine

Ovakve vakcine sadrže oslabljeni patogen koji ne može izazvati oboljenje kod zdravih ljudi.

  • Prednosti: sadrže veliki broj antigena i izazivaju jak odgovor imunskog sistema; jedna do dve doze su obično dovoljne da zaštite organizam tokom čitavog životnog veka.
  • Mane: mogu da izazovu više neželjenih efekata; nisu bezbedne za ljude sa oslabljenim imunskim sistemom; skladištenje može biti problematično

Inaktivisane vakcine

Ove vakcine sadrže mrtvi ili inaktivisani oblik patogena.

  • Prednosti: bezbedne su za ljude sa oslabljenim imunskim sistemom
  • Mane: mogu dati slabiju zaštitu od živih atenuisanih vakcina; dodatne doze mogu biti potrebne

Vakcine za toksoide

Ove vakcine se zasnivaju na toksinima koje proizvode bakterije (proteini, peptidi ili drugi molekuli). Toksoid je modifikovani toksin koji je manje opasan ali izaziva istu reakciju imunskog sistema.

  • Prednosti: bez patogena, tako da su bezbene za ljude sa oslabljenim imunskim sistemom
  • Mane: potrebne su dodatne doze; ne mogu se koristiti za viruse jer oni ne proizvode toksine

Vakcine sa podjedinicom

Ove vakcine sadrže samo antigen umesto celog patogena

  • Prednosti: jak odgovor imunskog sistema; bezbedne za ljude sa oslabljenim imunskim sistemom
  • Mane: potrebne su dodatne doze; izolacija specifičnog antigena koji izaziva imunski odgovor može biti teška

Vakcine sa nukleinskom kiselinom

Ova nova tehnologija koristi genetički materijal – mali deo iRNK ili DNK – koji ima instrukcije za ljudske ćelije kako da naprave protein (antigen) određenog patogena. Ove vakcine ne modifikuju našu DNK; nakon što naše ćelije naprave antigen, taj mali deo DNK/RNK iz vakcine se razloži.

  • Prednosti: brzo se može adaptirati za nove patogene i napraviti u velikim količinama; idealne za nove patogene ili patogene koji brzo mutiraju
  • Mane: neke RNK vakcine moraju da se čuvaju na –20oC ili –70oC; mogu biti potrebne dodatne doze

Podtip, vakcina sa virusnim vektorom, koristi modifikovani transportni virus (vektor) za prenos sekvenci nukleinske kiseline određenog virusa do naših ćelija. Ovi virusni vektori su modifikovani tako da se ne mogu replicirati u našim ćelijama; oni samo transportuju DNK/RNK iz vakcine i onda se razlažu.

Većina vakcina novije generacije zahteva dodatnu dozu, međutim ovo je uglavnom logistički problem i ove vakcine i dalje pružaju jaku zaštitu.

Vrsta vakcineCOVID-19 vakcina
Vakcina sa inaktivisanim virusomSinofarm, SinoVac
Vakcina sa virusnim vektoromSputnik V, Johnson & Johnson, AstraZeneca
Vakcina na bazi iRNKBioNTech Pfizer, Moderna

Razvijanje vakcina

Ne deluje svaka vrsta vakcine protiv svake bolesti, a i dalje postoje određeni patogeni protiv kojih nema odobrenih vakcina, kao što je HIV. U ovom procesu učestvuje i sreća, a vreme koje je potrebno da se različite vakcine razviju može drastično varirati.

Za male boginje stvaranje oslabljenog virusa – što je tek prvi korak u razvoju vakcine – trajalo je 10 godina. Za tifusnu groznicu i hepatitis B bilo je potrebno oko 100 godina za inaktivaciju virusa i 15 godina da se razviju prve vakcine.[2] Najbrži razvoj vakcine trajao je 4 godine, za zauške; ovaj rekord oborile su vakcine za COVID-19 koje su razvijene za manje od godinu dana.

Ovo je veoma kratak period razvoja, a pošto su ovo prve odobrene iRNK vakcine mnogi ljudi su postali skeptični: zašto su ove vakcine tako brzo razvijene i da li je ova nova tehnologija bezbedna? Međutim, postoji više razloga zašto je vakcina za COVID-19 razvijena tako brzo bez smanjenja bezbednosti:

  1. Naučnici su radili na razvoju iRNK vakcina decenijama.[3] Poboljšanje stabilnosti i stvaranje metoda introdukcije iRNK u ćelije je bio dug proces, ali pošto je ova tehnologija već skoro bila u potpunosti razvijena bilo je brzo i lako adaptirati je za SARS-CoV-2.
  2. Pandemija COVID-19 izazvala je vanrednu situaciju na globalnom nivou, što je dovelo do saradnje hiljada naučnika celog sveta na pronalasku rešenja. Pored toga, vlade širom sveta pružile su značajnu novčanu podršku. Svi regulatorni testovi su odrađeni, ali da bi se uštedelo na vremenu oni su sprovođeni paralelno a ne jedan za drugim.[2]
  3. Prethodni rad sa sličnim koronavirusima koji izazivaju Teški Akutni Respiratorni Sindrom (SARS) i Srednjeistočni Respiratorni Sindrom (MERS) su pomogla u razvitku vakcine protiv COVID-19.

Sta je imunitet krda?

Kada je većina populacije imuna na patogen, članovi populacije koji taj imunitet nemaju su takođe zaštićeni jer imuni ljudi obično ne prenose infekciju. Ovaj efekat se zove imunitet krda i zavisi od zaraznosti bolesti: što se lakše bolest prenosi potreban je veći procenat imunih članova populacije da bi se dostigao imunitet krda. Postoje dva načina da se dostigne imunitet krda: kroz infekciju (prirodni imunitet) ili vakcinaciju. Problem sa prirodnim imunitetom je to što ljudi moraju da se zaraze, a u pojedinim slučajevima ovo može biti opasno ili čak smrtonosno.

Vakcine ne štite samo jedinke: one i sprečavaju širenje bolesti u zajednici. Što je više vakcinisanih ljudi bolja je i indirektna zaštita nevakcinisanih jedinki kao što su mala deca ili ljudi sa kompromitovanim imunskim sistemom.. 
Tkarcher/WikimediaCC BY-SA 4.0

Širenje mnogih infektivnih bolesti kao što su male boginje, zauške, polio i varičela je uspešno zaustavljeno kroz vakcinaciju i imunitet krda. Međutim ovo ne znači da se vakcinacija protiv ovih bolesti može zaustaviti. Ako se smanji stopa vakcinacije imunitet krda će nestati i javiće se nova izbijanja, kao što se i desilo sa malim boginjama u SAD-u 2019. godine.[4]

Jako je bitno razumeti da jedino razvijanje targetovanih antitela kroz vakcinaciju (ili infekciju) može da uspešno zaštiti od oboljenja od infektivnih bolesti. Uprkos postojanju reklama koje propagiraju određene kompanije o “prirodnim lekovima za jačanje imunskog sistema”, mora se naglasiti da oni ne pružaju nikakvu pravu zaštitu.[5,6]


References

[1] Informacije o tipovima vakcina na Projektu o Znanju o Vakcinama (eng. Vaccine Knowledge Project) na sajtu univerziteta Oksford: https://vk.ovg.ox.ac.uk/vk/types-of-vaccine.

[2] Članak o tome kako razvoj vakcina za Kovid-19 može promeniti buduća istraživanja u ovom članku iz naučnog magazine Naturehttps://www.nature.com/articles/d41586-020-03626-1.

[3] Video o istraživačkom razvoju vakcina za Kovid-19: https://youtu.be/XPeeCyJReZw.

[4] Članak o imunitetu krda sa Univerziteta Džon Hopkins, Blumberg škola Javnog Zdravlja: https://www.jhsph.edu/covid-19/articles/achieving-herd-immunity-with-covid19.html.

[5] Članak sa TV stanice BBC vesti o tome zašto pojačivači imunskog sistema tzv. busteri, ne rade: https://www.bbc.com/future/article/20200408-covid-19-can-boosting-your-immune-system-protect-you.

[6] Naučni članak iz časopisa Slate o tome zašto bi bila loša ideja pojačavati urođeni imunski sistem: https://slate.com/technology/2014/12/boost-your-immunity-cold-and-flu-treatments-suppress-innate-immune-system.html.

Resources

Author(s)

Dr. Katalin Paréj ima doktorat imunologije sa Univerziteta Eötvös Loránd u Budimpešti, Mađarska. Studirala je molekularne i ćelijske mehanizme urođenog imunskog sistema i kasnije radila u biotehnološkoj kompaniji gde je razvila protokole za pročišćavanje antitela i monitoring metode za efektivnost vakcina. Trenutno radi kao biokurator sa fokusom na molekularne interakcije ljudskih receptora.


Review

For more than one year the whole planet mourned and still mourns millions of people dying from virus infection. All of us lived and some still live tough lockdowns with all their negative effects on people and on their lives. All of us were, some still are, concerned about the new mRNA vaccines, how safe they are, or if we should be or not vaccinated.

Misunderstandings must be cleared so ignorance can and must be replaced with scientific knowledge. The average life expectancy has increased in the last decades and one of the reasons is population vaccinations. We must understand that science was and still is crucial in optimizing human’s life quality.


Alina Giantsiou – Kyriakou, Biology teacher, Kykkos B’ Lyceum Nicosia, Cyprus




License

CC-BY