Koniec grypy? Jest nadzieja na pokonanie tej choroby

Jej wirus należy do najgroźniejszych na świecie. Po I wojnie światowej zabił więcej ludzi niż działa i karabiny. Nadal nie mamy skutecznych szczepionek i leku na grypę, ale to się może wkrótce zmienić – m.in. dzięki Polakom

Na początku marca 2009 roku ponad 60 proc. mieszkańców meksykańskiego miasteczka La Gloria zachorowało na tajemniczą chorobę układu oddechowego. Szybko zidentyfikowano ją jako świńską grypę, bardzo podobną do słynnej hiszpanki, która w 1918 r. pochłonęła – według różnych szacunków – od 50 do 100 mln ofiar.

W ciągu ledwie kilku miesięcy wirus świńskiej grypy był już obecny w ponad 20 krajach. Świat obiegały zdjęcia tłumów ludzi, którzy na uli cach i lotniskach, w szkołach i kościołach nosili ochronne maski. Jak się okazało, bezskuteczne wobec epidemii. John McCauley z brytyjskiego Narodowego Instytutu Badań Medycznych ostrzegał, że choroba może zabić nawet 120 mln ludzi. Tak się na szczęście nie stało, choć ryzyko było – i nadal jest – duże.

Grypą oprócz ludzi zarażają się także ptaki i zwierzęta, np. świnie. Te ostatnie mogą też „złapać” wirusa ludzkiej grypy. „Kiedy do tego dochodzi, wirus ewoluuje – zmieniają się pokrywające jego powierzchnię białka. Powstają dziesiątki nowych odmian, które od poprzednich różnią się na tyle, że nasz układ odpornościowy nie rozpoznaje ich jako zagrożenia i nie podejmuje walki” – wyjaśnia Nicola Lewis z Uniwersytetu Cambridge, który prowadzi badania nad ewolucją grypy. Jego zdaniem mamy dziś do czynienia z tak dużą liczbą różnych odmian wirusa, że kolejna śmiercionośna pandemia jest tylko kwestią czasu. Z tego samego powodu trudno przygotować odpowiednie szczepionki i leki. Te, które działały na grypę sprzed roku, mogą okazać się kompletnie bezużyteczne.

Czuły punkt wirusa Wirus to bardzo prosta struktura. Składa się z fragmentu RNA lub DNA „opakowanego” w różne rodzaje białek. „To właśnie te białka zmieniają się z czasem, oszukują nasz system odpornościowy i odpowiadają za lekooporność. Jest jednak element, który pozostaje taki sam niezależnie od szczepu” – mówi Katarzyna Kamińska, laureatka polskiej edycji konkursu „Innovators Under 35” i szefowa firmy TherVira pracującej nad uniwersalnym lekiem na grypę.

Aby się powielać, wirus grypy zmusza komórkę do wyprodukowania wszystkich swoich elementów. Wytwarzanie odpowiednich białek nie sprawia kłopotu, ale powielenie wirusowego RNA jest już trudniejsze. Wirus „kradnie” więc fragment ludzkiego RNA. Jego część jest odcinana, a puste miejsca zapełniają sekwencje zawierające genom wirusa. „Ten proces, zwany po angielsku cap snatching, to bardzo precyzyjny mechanizm” – tłumaczy Kamińska.

Można o nim myśleć jak o interfejsie umożliwiającym komunikację jednego urządzenia z innym, chociażby telefonu z komputerem. Oba mogą się bardzo różnić, ale interfejs, taki jak złącze USB, muszą mieć identyczny. „Element wirusa grypy odpowiedzialny za odcinanie fragmentów naszego RNA to enzym zwany nukleazą, który w każdym szczepie działa identycznie i musi tak działać. Najmniejsza zmiana może sprawić, że wirus stanie się zupełnie niegroźny dla ludzi” – wyjaśnia Kamińska. Kluczem do uniwersalnego leku na grypę jest zablokowanie tego enzymu.

Terapia z komputera

Do projektu, oprócz warszawskiego Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej, gdzie pracowała Kamińska, szybko dołączył także Uniwersytet Gdański. „Było to ważne, ponieważ w Warszawie nie mieliśmy laboratoriów certyfikowanych do pracy z groźnymi wirusami, takimi jak choćby świńska czy ptasia grypa” – wspomina Kamińska. Nowy lek ma wprowadzić na rynek firma TherVira, która powstała jako tzw. spin off instytutu. „Szybko pojawił się inwestor. Po intensywnych rozmowach, trwających od listopada 2015 r., podpisaliśmy umowę” – mówi Kamińska. Inwestorem jest zagraniczna firma farmaceutyczna, która na tym etapie woli się nie ujawniać.

Oprócz Polaków poszukiwania alter natywnej metody zablokowania rozwoju wirusa grypy prowadzą co najmniej dwie inne grupy badawcze. Pierwsza działa w ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu FluPharm, druga ma siedzibę na Uniwersytecie w Hongkongu. Ale polski lek przeszedł już testy in vitro, gdzie okazał się skuteczny i nieszkodliwy dla organizmu. Na 2017 r. planowane są testy na zwierzętach, a póź niej próby kliniczne z udziałem ludzi. Zdaniem Kamińskiej trudno dzisiaj powiedzieć, kiedy lek wejdzie na rynek. „Może to potrwać nawet kilkanaście lat. Wszystko zależy od tego, jak pójdą dalsze badania” – twierdzi uczona.

Co ciekawe, nowatorski preparat powstał m.in. dzięki oprogramowaniu komputerowemu stworzonemu przez TherVira. Ułatwia ono po szukiwania cząsteczek chemicznych, które są dobrymi kandydatami na leki. Firma nadal pracuje nad tym oprogramowaniem, które w przyszłości może zostać wykorzystane do opracowania leków przeciwko innym groźnym wirusom.

Niedoskonała ochrona

Uniwersalny lek na grypę pozwoli wrócić do zdrowia osobom, które zachorowały. Jeszcze lepszym rozwiązaniem byłaby szczepionka. Niestety, dziś jej przygotowanie wymaga lat badań i wielu miesięcy produkcji. Dlatego każdego roku Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) publikuje przewidywania dotyczące właściwości przyszłych wirusów grypy. Ewolucja jest procesem rządzącym się swoimi zasadami, który można do pewnego stopnia przewidzieć. Na tej podstawie opracowywane są szczepionki.

„Niestety nie można przygotować się na każdą ewentualność. Ciągle istnieje ryzyko, że wirus nas zaskoczy” – mówi Jasdave Chahal z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Jego zespół prowadzi badania nad nowym rodzajem szczepionki, którą w ciągu tygodnia można zaprogramować do walki z dowolną chorobą. „Dzisiejsze rozwiązania polegają na wprowadzeniu do organizmu osłabionej wersji wirusa, dzięki czemu nasz system odpornościowy ma okazję się z nim zapoznać i przygotować do walki. Druga możliwość to podanie bezpośrednio zestawu białek, które powstają w zainfekowanych wirusem komórkach. W ten sposób można niejako symulować chorobę. Obie metody mają jednak swoje wady” – tłumaczy uczony.

By podać osłabionego wirusa, trzeba go przede wszystkim mieć. A to niewykonalne w przypadku mikrobów, które jeszcze nie istnieją. Poza tym podawanie osłabionych wirusów bywa ryzykowne. Podawanie białek natomiast nie wywołuje tak silnej reakcji immunologicznej jak sam wirus. Dlatego dziś do dyspozycji mamy umiarkowanie skuteczne szczepionki, które trzeba podawać co roku.

Szczepionka w tydzień

Zespół z MIT postanowił pójść inną drogą. „Komórkę można zmusić do produkcji określonych białek, wprowadzając do niej fragmenty kodu genetycznego zapisane w RNA. Tak robią niektóre wirusy” – opowiada Chahal. Przez wiele lat nie było jednak dobrego sposobu na dostarczenie molekuł RNA do komórki. Przełom przyniósł dopiero rozwój nanotechnologii. „Opracowaliśmy cząstkę zwaną dendrymerem, której można nadać dodatni ładunek elektryczny. Wówczas łączy się ona z naładowaną ujemnie molekułą RNA” – wyjaśnia Chahal. Następnie całość składa się wielokrotnie niczym japońskie origami, tworząc kulistą cząstkę średnicy 15 nanometrów. To mniej więcej tyle, ile mają prawdziwe wirusy. I tak samo jak one szczepionka przenika z łatwością do ludzkich komórek.

Siła tej metody polega na tym, że fragment RNA można zaprogramować w taki sposób, by udawał dowolnego wirusa. „Dotychczas przeprowadziliśmy testy na myszach. Stworzyliśmy szczepionki przeciwko wirusowi Ebola, malarii oraz grypie. W każdym przypadku udało nam się uzyskać pełną odpowiedź immunologiczną organizmu. Wszystkie myszy okazały się całko wicie odporne na te choroby” – mówi Chahal. Kolejną zaletą nowej szczepionki jest czas, w jakim można ją przygotować do walki z nowym zagrożeniem. Potrzeba na to ok. siedmiu dni, co oznacza, że naukowcy mogliby zareagować na nagły wybuch epidemii.

„Szczepionki RNA to nie nowy pomysł, ale dopiero teraz ta technologia dojrzewa niczym dobre wino. W ciągu ostatnich lat pojawiło się kilka przełomowych prac wskazujących, że tak właśnie będzie wyglądać przyszłość szczepień m.in. przeciwko grypie” – komentuje David B. Weiner z Uniwersytetu w Pensylwanii.

Zanim szczepionka RNA będzie dostępna dla pacjentów, musi przejść wiele testów. Potem czeka ją procedura dopuszczenia do obrotu. „Od powiedzialna za te sprawy amerykańska agencja FDA potrafi być dość opieszała. Z drugiej strony epidemia wirusa Ebola pokazała, że gdy decydenci najedzą się strachu, to potrafią działać błyskawicznie” – mówi Chahal. Możliwe więc, że skutecznych szczepionek na grypę doczekamy się szybciej niż za standardowe 3–5 lat.

Komentarze