Badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Waszyngtońskim pokazuje, że donosowe szczepionki przeciwko COVID-19 mogą zapobiegać przenoszeniu wirusa, co stanowi znaczącą przewagę nad tradycyjnymi szczepionkami do wstrzykiwań. Odkrycie to może mieć kluczowe znaczenie w walce z przyszłymi pandemiami układu oddechowego.
Badania na chomikach sugerują, że szczepionki skierowane do nosa i ust mogą mieć kluczowe znaczenie w ograniczaniu przenoszenia infekcji dróg oddechowych.
Szybki rozwój COVID 19 szczepionki w ciągu kilku miesięcy wiruspojawienie się tej substancji było niezwykłym osiągnięciem współczesnej nauki, które uratowało życie milionów ludzi. Jednak pomimo całego dobra, jakie wyrządziły, ograniczając liczbę chorób i zgonów, zastrzyki nie były w stanie zakończyć pandemii z powodu jednej zauważalnej słabości: nie mogły powstrzymać rozprzestrzeniania się wirusa.
Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Washington University School of Medicine w St. Louis wskazuje, że szczepionki nowej generacji ukierunkowane na punkty wnikania wirusa – nos i usta – mogą być w stanie osiągnąć to, czego nie potrafią tradycyjne zastrzyki: powstrzymać rozprzestrzenianie się infekcji dróg oddechowych i zapobiegać transmisji. Stosując donosową szczepionkę przeciwko COVID-19 opartą na technologii Uniwersytetu Waszyngtońskiego, zatwierdzoną do stosowania w Indiach i licencjonowaną przez firmę Ocugen do dalszego rozwoju w USA, naukowcy wykazali, że zaszczepione chomiki, u których rozwinęła się infekcja, nie przekazały wirusa innym, przerywając cykl transmisji. Natomiast zatwierdzona szczepionka przeciwko Covid-19 podawana we wstrzyknięciu nie zapobiegła rozprzestrzenianiu się wirusa.
Skuteczność szczepionek na błonę śluzową
Wyniki, opublikowane 31 lipca w Postęp naukidostarczają dalszych dowodów na to, że tak zwane szczepionki na błonę śluzową rozpylane do nosa lub wrzucane do ust mogą być kluczem do kontrolowania infekcji dróg oddechowych, takich jak grypa i Covid-19, które nadal krążą i powodują poważne choroby i śmierć.
„Aby zapobiec przeniesieniu, należy utrzymywać niską ilość wirusa w górnych drogach oddechowych” – powiedział starszy autor dr Jacco Boon, profesor medycyny, mikrobiologii molekularnej oraz patologii i immunologii. „Im mniej wirusa jest na początku, tym mniejsze jest prawdopodobieństwo, że zakażesz kogoś innego, jeśli kaszlesz, kichasz, a nawet po prostu na niego oddychasz. Badanie to pokazuje, że szczepionki podawane na błonę śluzową są lepsze od szczepionek wstrzykiwanych pod względem ograniczania replikacji wirusa w górnych drogach oddechowych i zapobiegania rozprzestrzenianiu się wirusa na następnego osobnika. W sytuacji epidemii lub pandemii jest to rodzaj szczepionki, której będziesz potrzebować”.
Opracowanie szczepionek kontrolujących poziom wirusa w nosie okazało się wyzwaniem. Wirusy, takie jak wirus grypy, SARS-CoV-2 (wirus powodujący COVID-19) i syncytialny wirus oddechowy (RSV) szybko namnażają się w nosie i rozprzestrzeniają się z osoby na osobę w ciągu kilku dni od początkowego narażenia. Tradycyjne szczepionki do wstrzykiwań generują odpowiedź immunologiczną, której osiągnięcie pełnej siły może zająć tydzień. W nosie są one znacznie słabsze niż w krwiobiegu, przez co nos jest stosunkowo niechroniony przed szybko namnażającym się i rozprzestrzeniającym się wirusem.
Zasadniczo szczepionka rozpylona lub upuszczona bezpośrednio do nosa lub ust może ograniczyć reprodukcję wirusa, a tym samym zmniejszyć przenoszenie wirusa, wywołując odpowiedź immunologiczną tam, gdzie jest ona najbardziej potrzebna. Jednak zebranie dowodów na to, że szczepionki podawane na błony śluzowe faktycznie zmniejszają przenoszenie wirusa, okazało się trudne. Zwierzęce modele przenoszenia nie są dobrze ugruntowane, a śledzenie przenoszenia się z osoby na osobę jest diabelnie skomplikowane, biorąc pod uwagę liczbę i różnorodność spotkań typowej osoby w danym dniu.
Na potrzeby tego badania Boon i współpracownicy opracowali i zweryfikowali model przenoszenia wirusa przez chomiki w społeczności, a następnie wykorzystali go do oceny wpływu szczepienia przez błonę śluzową na rozprzestrzenianie się SARS-CoV-2. (W przeciwieństwie do myszy chomiki są naturalnie podatne na zakażenie SARS-CoV-2, co czyni je idealnymi zwierzętami laboratoryjnymi do badań transmisji).
Metodologia badania i wnioski
Naukowcy immunizowali grupy chomików laboratoryjnymi wersjami zatwierdzonych szczepionek na Covid-19: donosową szczepionką iNCOVACC stosowaną w Indiach lub wstrzykniętą szczepionką firmy Pfizer. Dla porównania, niektóre chomiki nie zostały zaszczepione. Po daniu zaszczepionym chomikom kilku tygodni na pełne rozwinięcie się ich odpowiedzi immunologicznej, badacze zainfekowali inne chomiki SARS-CoV-2, a następnie umieścili zaszczepione chomiki z zakażonymi chomikami na osiem godzin. Ten pierwszy etap eksperymentu naśladuje doświadczenia zaszczepionych osób, które mają kontakt z osobą chorą na Covid-19.
Po spędzeniu ośmiu godzin na ocieraniu się o zakażone chomiki, większość zaszczepionych zwierząt została zarażona. Wirusa wykryto w nosach i płucach 12 z 14 (86%) chomików, które otrzymały szczepionkę donosową, oraz 15 z 16 (94%) chomików, które otrzymały szczepionkę w zastrzyku. Co ważne, chociaż większość zwierząt w obu grupach była zakażona, nie były one zakażone w tym samym stopniu. U chomików zaszczepionych donosowo poziom wirusa w drogach oddechowych był od 100 do 100 000 razy niższy niż u chomików, które otrzymały szczepionkę lub które nie zostały zaszczepione. W badaniu nie oceniano stanu zdrowia zwierząt, ale poprzednie badania wykazały, że obie szczepionki zmniejszają prawdopodobieństwo ciężkiej choroby i śmierci z powodu Covid-19.
Drugi etap eksperymentu przyniósł jeszcze bardziej uderzające wyniki. Naukowcy wzięli zaszczepione chomiki, u których rozwinęła się infekcja, i umieścili je na osiem godzin ze zdrowymi zaszczepionymi i nieszczepionymi chomikami, aby modelować przenoszenie wirusa od zaszczepionej osoby na inne osoby.
Żaden z chomików, które miały kontakt z chomikami zaszczepionymi donosowo, nie został zarażony, niezależnie od tego, czy chomik-biorca został zaszczepiony, czy nie. Dla kontrastu, mniej więcej połowa chomików, które miały kontakt z chomikami zaszczepionymi w formie zastrzyku, uległa zakażeniu – ponownie, niezależnie od statusu uodpornienia biorcy. Innymi słowy, szczepienie przez nos – ale nie w formie zastrzyku – przerwało cykl przenoszenia.
Dane te, stwierdził Boon, mogą być ważne, ponieważ świat przygotowuje się na możliwość, że ptasia grypa, powodująca obecnie epidemię u krów mlecznych, może przystosować się do ludzi i wywołać epidemię grypy. Istnieje już szczepionka przeciwko ptasiej grypie do wstrzykiwań, a zespół naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego pracuje nad szczepionką do nosa przeciwko ptasiej grypie. W skład tego zespołu wchodzą Boon i współautor Michael S. Diamond, lekarz medycyny, doktor nauk medycznych, profesor medycyny Herbert S. Gasser i jeden z wynalazców technologii szczepionek donosowych wykorzystanej w tym artykule.
„Szczepionki śluzówkowe są przyszłością szczepionek przeciw infekcjom dróg oddechowych” – powiedział Boon. „Historycznie rzecz biorąc, opracowanie takich szczepionek było wyzwaniem. Nadal nie wiemy, jakiego rodzaju odpowiedzi immunologicznej potrzebujemy i jak ją wywołać. Myślę, że w ciągu najbliższych kilku lat będziemy świadkami wielu bardzo ekscytujących badań, które mogą doprowadzić do znacznych ulepszeń szczepionek przeciwko infekcjom dróg oddechowych”.
Odniesienie: „Immunizacja błon śluzowych ChAd-SARS-CoV-2-S zapobiega sekwencyjnemu przenoszeniu SARS-CoV-2 na nieszczepione chomiki” Tamarand L. Darling, Houda H. Harastani, Astha Joshi, Traci L. Bricker, Nadia Soudani, Kuljeet Seehra, Ahmed O. Hassan, Michael S. Diamond i Adrianus CM Boon, 31 lipca 2024 r., Postęp nauki.
DOI: 10.1126/sciadv.adp1290
Badanie zostało sfinansowane przez Narodowy Instytut Alergii i Chorób Zakaźnych.
Ujawnienia: MSD jest konsultantem inbios, vir Biotechnology, Ocugen, topspin terapeutycznego, GlaxoSmithKline, Allen & Overy llP, Moderna i immunome. laboratorium Diamond otrzymało niepowiązane wsparcie finansowe w ramach sponsorowanych umów badawczych od vir Biotechnology, Emergent BioSolutions i Moderna. MSD i AOh są wynalazcami technologii chAd-SARS-cov-2, na którą Washington University udzielił licencji firmom Bharat Biotech i Ocugen inc. dla rozwoju komercyjnego. laboratorium Boon otrzymało niepowiązane wsparcie finansowe w ramach sponsorowanych umów badawczych od Greenlight Biosciences inc. laboratorium Boon otrzymało wsparcie finansowe od firmy Abbvie Inc. na komercyjny rozwój mAb SARS-cov-2 i Moderna do prac niepowiązanych. Wszyscy pozostali autorzy deklarują, że nie mają konkurencyjnych interesów.
