Planētas noslēpumi: Vakcinācijas revolūcija plašākā izpratnē 0
Māris Zariņš, “Planētas Noslēpumi”, AS “Latvijas Mediji”
Speciālisti apgalvo, ka imunitāte uzskatāma par fantastiski efektīvu aizsardzības sistēmu: darbojas ātrāk un precīzāk par jebkuriem medikamentiem; spēj iegaumēt miljoniem ienaidnieku; reaģē uz tiem apdraudējumiem, par kuriem cilvēks pat nenojauš, un tamlīdzīgi.
Un jau sen bijusi vēlme kaut kādā veidā pārvaldīt šo apbrīnojamo mehānismu. Pētnieki ir noskaidrojuši, ka imūnajai sistēmai ir sava savdabīgā antigēnu “bibliotēka”, kurus tā spēj atšķirt kā bīstamus. Un, izrādās, nemaz nav nepieciešams saindēt organismu ar vīrusu, lai tādējādi piešķirtu tam aizsardzību – var imūnajām šūnām arī tikai parādīt šo antigēnu, sak, “sabaidīt”. Vārdu sakot, alegoriski aptuveni tāds ir stāsts par to, kā radās mūsdienu vakcīnas…
Kā antigēni bieži izpaužas uz vīrusu un baktēriju virsmas esošās olbaltumvielas. Antivielas saistās ar tām un neitralizē vīrusu. Tāpēc tradicionāli ir tā, ka vakcīnas taisa akurāt tieši pret bakteriālo vai vīrusu infekciju. Taču mūsdienu tehnoloģijas jau ļauj ne tikai sintezēt no vīrusiem un baktērijām noskatītus antigēnus, bet arī radīt pilnībā jaunus.
Un tas paver plašas perspektīvas tā dēvētās neinfekciozās iedabas slimību ārstēšanai un profilaksei. Tostarp tas varētu būt attiecināms arī uz virkni postošo atkarību. Protams, tā nevar apkarot alkatību, mantas un varas kāri, kā arī noslieci mēģināt citus piespiest domāt un darīt tā, kā tev šķiet vispareizāk, taču ir virkne pētījumu mazliet piezemētākās jomās, kuru iedarbību jau sākts izmēģināt uz cilvēkiem.
I
Viena no tādām varētu būt vakcīna pret atkarību no smēķēšanas. Speciālisti pauduši, ka smēķējot ieelpotais nikotīns no plaušām nokļūst asinsritē un beigās sasniedz smadzenes, kur tas stimulē neiromediatora dopamīna izstrādāšanu, kas labi pazīstams kā tā dēvētais “laimes hormons”. Lai gan daudzi uzskata, ka pareizāk būtu to dēvēt par motivācijas hormonu.
Pastāv uzskats, ka dopamīna bioloģiskā jēga esot ierosināt rīkoties tieksmē pēc kāda apbalvojuma vai gandarījuma. Un nikotīns piešķirot ļoti “lētu” iespēju iegūt dopamīnu, kā rezultātā cilvēks pamazām zaudē jutīgumu pret to. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc nikotīns izraisa atkarību: smēķētājam nākas pakāpeniski palielināt devu, lai varētu saņemt aizvien tās pašas sajūtas…
Tiesa, šis gan ir tikai viens no mēģinājumiem skaidrot atkarību no smēķēšanas, un līdztekus pastāv arī virkne citu, ne tik primitīvu un “fizioloģisku”, taču šā materiāla kontekstā pieturēsimies pie šā vispārpieņemtā virziena.
Attiecīgās vakcīnas princips balstīts idejā par to, lai varētu bloķēt nikotīna piegādi smadzenēm. Ja antivielas paspēj saistīties ar nikotīna molekulām, kad tas vēl atrodas asinīs, rezultātā tapušais savienojums nespēs (galvenokārt tieši savu izmēru dēļ) izkļūt cauri hematoencefāliskajai barjerai, ar ko jāsaprot puscaurvadāma “sieniņa” starp asinsvadu sistēmu un centrālo nervu sistēmu.
Un tad, ja nikotīns sasniedz smadzenes, tā efekts jau faktiski pilnībā izzūd. Protams, pastāv bīstamība, ka cilvēks arī šajā gadījumā vienkārši sāks aizvien vairāk smēķēt, lai tādējādi sajustu “vismaz kaut ko”. Taču tikpat lielā mērā iespējams arī kaut kas cits, proti, tāds bloķējums palīdzēs smēķēšanu jau atmetušajiem izvairīties no recidīviem.
Hipotēze vēstī par to, ka šāda vakcīna varētu nomākt tā dēvēto praiminga efektu – tā zinātniski dēvē fenomenu, kad pēc ilgstošas atturēšanās viens dūmu ievilciens acumirklī izprovocē milzīgi lielu dopamīna izmešanu, kas neatvairāmi izraisa vilinājumu aizvien atjaunot šīs sajūtas.
Proti, ja nebūs šīs apmierinājuma sajūtas, priekšplānā izvirzīsies citas sajūtas, kuras dopamīns parasti apslāpē, – rīkles muskuļu spazmas, klepus, galvassāpes un tamlīdzīgi. Tādējādi varētu būt pārtraukta emocionālā saikne “nikotīns – iepriecinājums”.
Taču pati nikotīna molekula šeit kā antigēns nav noderīga. Tā sver tikai 167 oglekļa vienības, savukārt minimālais svars molekulai, kas spēj izraisīt specifisko imūno atbildi, ir 10 000 oglekļa vienību. Taču pētnieki izdomājuši veidu, kā apiet tādus ierobežojumus: nepieciešams paņemt lielāku molekulu (piemēram, olbaltumvielu) un uzsēdināt tai vajadzīgo antigēnu, un rezultātā imūnsistēma reaģēs uz olbaltumvielu un vienlaikus arī uz tās “pasažieri”.
Eksperimenti ar laboratorijas pelēm apliecinājuši, ka tāda vakcinācija, ko gluži zinātniski dēvē par konjugēto vakcināciju, palīdzēja neitralizēt nikotīnu jau aptuveni 10 minūtes pēc tā ievadīšanas. Pirmajās ar cilvēkiem veikto eksperimentu fāzēs tie smēķētāji, kuriem veidojās maksimāli liels daudzums mērķa antivielu, esot aptuveni uz pusgadu zaudējuši noslieci smēķēt.
Taču tad, kad eksperimenta dalībnieku loku paplašināja līdz vairākiem simtiem, efekts izrādījās jau krietni vien pieticīgāks: tikai 16% no tiem, kuri bija atteikušies no smēķēšanas, neatsāka to nākamā gada laikā. Savukārt tā dēvētajā placebo grupā tādu bija vispār tikai 6%.
ASV klīnikas MGH tabakas pētījumu laboratorijas direktore Nensija Rigoti paudusi, ka kopumā vakcīna uzrādot pietiekami labu imunogenitāti, taču esot arī skaidrs, ka tikai ar to nav pietiekami vēlamā efekta sasniegšanai. Cilvēki nav grauzēji, un cilvēku imūnsistēmai ir sarežģītāka uzbūve.
Tāpēc pētījumi šajā virzienā katrā ziņā vēl jāturpina, lai varētu radīt kaut kādu kompleksu, kurā vakcīna kā viena no sastāvdaļām sekmētu vēlamā efekta sasniegšanu. Un, kā uzsvērusi Rigoti, var arī gadīties, ka tā būs vairāk noderīga tieši tiem, kuri vēl vispār nemaz nav sākuši smēķēt, taču atrodas riska grupā, piemēram, saistībā ar ģimenes vēsturi vai kāda cita iemesla dēļ.
II
Nākamais virziens – Alcheimera slimība. Tās efektīva ārstēšana jau sen ir visas pasaules neirofiziologu sapnis, un atrisinājuma gadījumā tas ir garantēts ceļš tieši uz Nobela prēmijas saņemšanas sarkano paklāju. Var droši apgalvot, ka mūsdienās šī slimība ieņem vienu no vadošajām pozīcijām saistībā ar invaliditāti un nāvi cienījamā vecumā. Pašu slimību atklāja 20. gadsimta sākumā, taču pilnībā precīzs tās rašanās mehānisms tā arī joprojām palicis nenoskaidrots, un vispār jebkādas perspektīvas hipotēzes sāka veidoties tikai aptuveni pirms 30 gadiem.
Proti, 90. gadu sākumā pētnieki pievērsa uzmanību saiknei starp smadzenēs uzkrāto olbaltumvielu beta–amiloīdu un Alcheimera slimības riskiem. Var piebilst, ka beta–amiloīds pilns ar dažādām ļoti svarīgām funkcijām, kas saistītas ar nervu audu darbības uzturēšanu. Taču tas var uzkrāties arī kā atkritumvielas un veidot nešķīstošas pangas, kuru dēļ rodas neironu saišu darbības traucējumi – cilvēks sāk izjust problēmas ar atmiņu, cieš intelektuālās spējas, mainās personība un tamlīdzīgi.
Joprojām nevienam nav kļuvis saprotams: kāpēc tā notiek? Viena no teorijām noslieci uz Alcheimera slimību saista ar ģenētiku. Proti, tā dēvētā amiloīdā teorija radās, pateicoties tieši tam, ka izdevās atrast slimības sākšanās un mutācijām 21 hromosomā ģenētisko saikni. (Viens no vērienīgā pētījuma vadītājiem Džons Hārdijs, starp citu, par šo atklājumu jau saņēmis Nobela prēmiju.) Ja cilvēkiem ar šādu ģenētisko noslieci būs kaut kāda iekšēja aizsardzība, iespējams, slimību varētu novērst.
Un tieši ar to ļoti nopietni nodarbojas Sauthemptonas universitātes pētnieki. Viņu izgudrotajā vakcīnā pret Alcheimera slimību izmanto laboratorijā sintezētu beta–amiloīdu. Minēts, ka pirmie pētījumi ar cilvēkiem sākti šā gadsimta sākumā un vakcīna esot uzrādījusi labu imunogenitāti jeb tādu antivielu izstrādi, kas izkļuvušas cauri hematoencefāliskajai barjerai un sagrāvušas pangas. Pēc 15 gadiem pētnieki publicēja jau mirušu eksperimentu dalībnieku smadzeņu pētījumu rezultātus. Konstatēts, ka pangu samazinājums novērots 88% no viņiem. Tiesa, piebilsts, ka eksperimentu vienalga atzina par neveiksmīgu.
Lai arī vakcīna darīja to, uz ko bija mērķēta, proti, likvidēja pangas, tomēr pacientu stāvoklis neuzlabojās – demence progresēja pat bez jebkādām amiloīdajām nogulsnēm. Pētījuma autori to saistīja ar versiju, ka attiecīgā terapija uzsākta pārlieku vēlu (eksperimentā iesaistīto dalībnieku vidējais vecums bija 70 gadi).
Iespējams, pangas jau bija neatgriezeniski sagrāvušas starpneironu saites. Izrādījās, ka pangas nav pilnībā izzudušas, bet gan nosēdušās uz asinsvadu sieniņām, kas attiecīgi izraisīja asinsizplūdumus. Un bija vēl viens nopietns iespējamais iemesls, kas varēja neļaut apturēt demenci.
Izrādās, vakcīna nekādi neskāra tau–olbaltumvielas pikučus, kas arī veidojās slimnieku smadzenēs. Slovāku pētnieks Mihails Novaks jau pirms 30 gadiem izvirzīja pieņēmumu, ka starp veselu un patoloģisku tau–olbaltumvielas formu pastāv strukturālas atšķirības. Tieši tas iedarbina anomālos procesus smadzenēs. Toreiz šai hipotēzei praktiski neviens nepievērsa uzmanību, jo visi bija aizrāvušies ar ideju par amiloīdajām pangām, tau–olbaltumvielas pikučus uzskatot par parastu blakus parādību. Taču pamazām šī tau–olbaltumvielas hipotēze pieņēmās spēkā un kļuva aizvien populārāka. Izrādās, atsevišķu mutāciju nēsātājiem tajos gēnos, kas kodē tau–olbaltumvielu, demences risks ir paaugstināts.
Novaka apvienotā pētnieku komanda izveidoja savu vakcīnu, kas bija mērķēta tieši uz tau–olbaltumvielas patoloģisko formu. Jau pirmajā eksperimentu fāzē, darbojoties ar trim pacientiem vecumā no 55 līdz 60 gadiem, tā uzrādīja iepriecinošus panākumus. 98% pacientu izstrādājās vajadzīgās antivielas un kognitīvo spēju rezultāti testos uzlabojās. Taču otrā fāze ar 190 cilvēkiem, no kuriem viena daļa saņēma placebo, tomēr neuzrādīja nekādu reālu labumu tieši kognitīvo spēju ziņā. Tiesa, ļoti maz bija arī vispār jebkādu blakus efektu.
Tagad pētnieki plāno veikt nākamo soli – noteikt absolūti nekaitīgu devu un tās ievadīšanas kārtību, lai izraisītu vēlamo efektu, kā arī izmēģināt vakcīnu ar gados jaunākiem cilvēkiem, kuriem konstatētas agrīnas šīs slimības pazīmes. Tiesa, jau tagad esot zināms, ka tādi pētījumi ilgs vairākus gadu desmitus, un tikai tad pamazām varētu kļūt skaidrs: vai vakcīna patiešām sniedz aizsardzību pret šo slimību vai vismaz spēj kaut vai nedaudz aizkavēt tās attīstību?
III
Pati par sevi alerģija saistīta ar imunitātes reakciju uz ne īpaši bīstamām vielām, piemēram, putekļu molekulām, kaķu vai vistu olbaltumvielu un tamlīdzīgi. Varētu šķist, ka organisms vienkārši pilda savu aizsargfunkciju, lai gan nezin kāpēc dara to faktiski visnepatīkamākajā un bieži vien cilvēkam pat ļoti bīstamā izpausmē. Pētnieki joprojām tā arī nav lāgā izpratuši, kāpēc tā notiek.
Viena no hipotēzēm pauž, ka cilvēku tālīnajiem senčiem alerģiskas reakcijas radušās, lai palīdzētu izvairīties no saindēšanās. Jo tās vārda vistiešākajā nozīmē atbaida no nezināmām vielām, izraisot tādu kā pseidosaslimšanu. Kāda cita versija savukārt runā par to, ka sākotnēji tā esot darbojusies aizsardzība pret zarnu parazītiem, kas sevī nes ļoti daudz dažādu olbaltumvielu, tostarp arī tās, kas palikušas no citiem dzīvniekiem, piemēram, no tiem pašiem kaķiem. Taču, pateicoties higiēnas attīstībai, parazīti kļuvuši mazāk bīstami, bet imunitāte tomēr nav spējusi pārkārtoties.
Lai kā arī būtu, alerģija atšķiras no nekaitīgas imūnās reakcijas. Sastopoties ar alergēnu, organismā paaugstinās IgE klases antivielu skaits. Tie ir kaut kas atsevišķs un neizdalās kā atbildes reakcija uz vīrusiem vai baktērijām. Tāpēc tieši atbilstoši IgE koncentrācijai ārsti noteic jutīgumu pret kādām konkrētām zālēm vai pārtiku. Apdraudējumu izraisa ne jau pašas antivielas – tās tikai uzmodina tā dēvētās aptaukošanās šūnas, un tad jau tās izklīst pa visu organismu, izraisot iekaisumu.
Viens no veidiem, kā varētu cīnīties ar šo reakciju, – bloķēt piekļuvi alergēna molekulām, izmantojot citas antivielas. Šajā principā balstīta specifiskā alergēnu terapija. Tieši šim nolūkam preparātus ar nelielu alergēna saturu vai nu ievada zemādā, vai arī palikšanai zem mēles dod tabletes veidā. Tie stimulē antivielu IgG izstrādāšanu, un tās savukārt darbojas kā pārtvērēji – saista svešās molekulas vēl pirms tam, kad tās reaģēs ar IgE.
Taču šīs metodes problēma esot tāda, ka šāds terapijas kurss ir ļoti garš – no trim līdz pieciem gadiem. Tas vajadzīgs, lai nekairinātu cilvēka kaprīzo imunitāti, jo pretējā gadījumā atbrīvojuma vietā var saņemt praktiski visas tās pašas problēmas: uzbudinājumu vai pat anafilaktisko šoku. Tāpēc mediķi allaž ilgi izsver nepieciešamās devas, novēro rezultātus un nepieciešamības gadījumā maina shēmu.
Taču ir arī krietni vien mūsdienīgākas metodes, kas principā līdzīgas tradicionālajām vakcīnām. Tās jāievada burtiski tikai dažas reizes, turklāt blakus reakciju rašanās risks ir absolūti minimāls. Zināms, ka faktiski beigu stadijā jau ir krievu un austriešu pētnieku kopīgais projekts saistībā ar vakcīnas izstrādāšanu pret alerģiju uz kaķiem. Šim nolūkam izmanto nevis olbaltumvielu alergēnus, bet gan to rekombinantos analogus, kas ar biotehnoloģiskajām metodēm radītas mākslīgi.
Rekombinācija jeb ģenētiskās struktūras izmaiņas ļauj mainīt olbaltumvielu tā, lai padarītu to neinteresantu iekaisuma antivielām IgE, vienlaikus ieinteresējot bloķējošās antivielas IgG. Un tādu vakcīnu varot ievadīt arī bērniem, kuri vēl pat nav paspējuši uzrādīt kaut kādas alerģijas pazīmes. Katrā ziņā no tā nebūšot nekāda kaitējuma, savukārt parādīsies papildu aizsardzības mehānisms. Iepriekšminētās krievu un austriešu apvienotās pētnieku komandas pārstāvji pauduši, ka patlaban viņi izmēģinot dažādas olbaltumvielu kombinācijas pirmsklīniskajos eksperimentos ar dzīvniekiem.
IV
Tostarp ir virkne arī tādu vakcīnu, kuras varētu uzskatīt par pretvēža vakcīnām un kuras jau ir oficiāli apstiprinātas. Piemēram, dzemdes kakla vēzis un daži tā aknu paveidi saistīti tieši ar vīrusu aktivitāti. Tieši tā tos arī dēvē – par onkovīrusiem. Piemēram, vakcīnas pret cilvēka papilomas vīrusu un pret B hepatītu spējot novērst šos vēža veidus. Taču tās iedarbojas uz ierosinātāju, nevis uz pašām ļaundabīgajām šūnām. Un tās neiedarbojas uz visiem citiem vēžu veidiem, kuru kopskaits mūsdienās jau ir vairāki simti.
Imunitāte var atpazīt vēža šūnu un iznīcināt to. Uz ļaundabīgo šūnu virsmas parādās olbaltumi, kas kalpo kā antivielas – piemēram, vīrusa olbaltumi. Tos var saskatīt organismu nepārtraukti patrulējošās T–šūnas un dot uzdevumu šūnai–slepkavai: iznīcināt. Virkne pretvēža vakcīnu, kas patlaban atrodas aktīvas izstrādāšanas stadijā, būtībā “uzstumj” imunitātes šūnas uz specifiskajām audzēja antivielām. Un vispirms jau tas ir preparāts Provenge, kuru 2010. gadā ASV oficiāli atzina prostatas vēža ārstēšanai.
Vakcīnas izgatavošanai no pacienta ņem imūno šūnu paraugu un aktivizē tās, izmantojot konkrētajam vēža tipam specifiskās antivielas. Vienkāršāk izsakoties, tajās laboratoriskā ceļā iedrukā jutīgumu pret noteiktām šūnām. Tad vakcīnu ievada ķermenī. Vakcīnas zināmā priekšrocība ir tāda, ka tā ir ievērojami maigāka par tradicionālajiem ārstēšanas veidiem, piemēram, tā pati ķīmijas terapija. No otras puses, tās efektivitāte tomēr nav īpaši augsta. Klīniskajos pētījumos ar 512 vīriešu piedalīšanos vidējais dzīves ilgums pēc terapijas kursa iziešanas bija 25,8 mēneši. Pacientiem, kuri saņēma placebo, šis rādītājs bija 21,7 mēneši. Turklāt tāds ārstēšanas kurss ar Provenge izmaksāja 93 000 ASV dolāru…
Pētnieki pauduši: nemēdzot būt tā, ka vēža audi piemāna imunitāti ar viltus ķīmiskajiem signāliem. Un tāpēc, lai palīdzētu imunitātei tikt galā ar vēzi, nepieciešams uzlauzt audzēja aizsardzību. Ļaundabīgā šūna uz savas virsmas izliek olbaltumvielu–lamatas, kas bloķē imūnās šūnas receptoru, kad tā ar to saistās. Mūsdienās vēža imūnterapijā izmanto speciālas vielas – olbaltumvielas–lamatu inhibitorus. Šīs lamatas šūnu padara redzamu imunitātei.
Tostarp savdabīgs ir fakts, ka patlabanējā koronavīrusa pandēmija ievērojami paātrinājusi izstrādnes tieši šajā virzienā. Piemēram, Oksfordas universitātes pētnieku grupa uz adenovīrusa vektora ChAdOx1 bāzes radījusi preparātu, kas iekļauts arī koronavīrusu vakcīnas izmēģinājuma variantā AstraZeneca. Pētnieki izstrādājuši to tāpēc, ka uz tā bāzes veidotas vakcīnas spēj izraisīt spēcīgu šūnu reakciju. Vektors kodē olbaltumvielas MAGE un NY–ESO–1, kas izvietojušās uz vēža šūnu virsmas. Tās tad arī mācās atpazīt imūnās šūnas. Lai pastiprinātu vakcīnas efektu, pētnieki savienoja to ar olbaltumvielas PD–1 inhibitoru, kas traucē vēža šūnām izvairīties no atpazīšanas.
Līdz ar to daudzi pētnieki jau tagad uzskata, ka kaut kad cilvēce pat varēs būt pateicīga koronavīrusa pandēmijai par to, ka tā netiešā veidā ļoti sekmējusi uzvaru pār vēzi.
