Nisu sve vakcine koje danas imamo takve da sadrže inaktivan ili oslabljeni virus-uzročnik. Neke vakcine uopšte ne sadrže uzročnika, nego samo neki njegov proteinski dio ili genetičku uputu za stvaranje tog proteina. Rekombinantne vakcine, koje postoje još od sredine 80-tih godina prošlog vijeka ne sadrže virus, nego njegovu proteinsku podjedinicu, dobijenu metodama rekombinantne tehnologije.
Prva vakcina dobijena metodom rekombinantne tehnologije je vakcina protiv hepatitisa B, koju je 1986. stvorio Maurice Hilleman.
Šta su to rekombinantne vakcine i rekombinantna tehnologija
Svi virusi se sastoje od nekoliko vrsta proteina i od nukleinskih kiselina. Proteini koji se nalaze na površini virusa često su odgovorni za njihovo spajanje sa stanicom i ulazak u nju. Također, upravo ovi proteini su često ono što pobudi imunološki odgovor organizma i antitijela koje proizvedu stanice našeg imuološkog odgovora djeluju upravo na ove proteine, neutrališući ih. Zato su često ovi proteini i najbolji izbor za aktivni sastojaka vakcine – imunogenični su.
Virusi sadrže samo jednu nukleinsku kiselinu kao uputu za sintezu proteina, dakle ili DNK ili RNK, pa se po tome i klasificiraju.
Dok nam nije bio poznato šta su to geni, kako funkcionišu DNK i RNK, nismo ni mogli upravljati procesima sinteze proteina. Zato su se prve vakcine temeljile na upotrebi oslabljenog uzročnika bolesti ili na upotrebi inaktivisanog uzročnika s adjuvansima. Zatim, za neke bolesti izazvane bakterijama, a pri čemu je glavni antigen određeni proteinski toksin, naučnici su našli način kako da uzgajaju bakterije, pa zatim izdvoje toksin i adsorbuju ga na adjuvans kako bi bili efikasni i bezbjedni za ljudsu upotrebu.
Međutim, onda kada je otkrivena struktura DNK i RNK te njihove funkcije, biotehnološke nauke su uznapredovale, a naučnici, poput Paula Berga su našli ačin kako ubacivati jedan gen u nasljedni materijal koji ije sadržavao taj gen. Zapravo, našli su način kako rekombinirati gene i zato se ova tehnika naziva rekombinantna tehnologija ili rekombinantna DNK.
Upravo na ovaj način se dobija insulin za potrebe dijabetičara. Naučnici su u određene mikroorganizme ubacili ljudski gen za insulin i onda ti mikroorganizmi luče insulin koji se skuplja, prečišćava i pakuje u doze. Pogledajte objašnjenje šta je to ova tehnologija u jednominutnoj animaciji:
Da li je ovo ono što zovemo GMO – genetički modifikovani organizmi?
Pomoću ove tehnologije možemo dobijati i rekombinantne vakcine. Vakcine koje sadrže proteine dobijene rekombinantnom tehnologijom ne sadrže GMO, nego su iz GMO. Ove vakcine ne sadrže genetički modificirane organizme (obično suto neke bakterije ili kvasci), nego samo sadrže protein koji su ti mikroorgaizmi proizveli. Baš kao što insulin za ljudsku upotrebu ne sadrži GMO kvasac ili Escherichia coli koji su GMO, nego samo protein insulin.
Primjeri rekombinantnih vakcina
Rekombinantna vakcina protiv hepatitisa b temelji se na genu površinskog antigena hepatitisa B (HBsAg) umetnutom u kvasac (Saccharomyces cerevisiae) ili stanice koje nije potrebno uzgajati na ljudskim krvnim proizvodima. Umetanje gena omogućava kvascu da proizvodi samo neinfektivni površinski protein, bez ikakve opasnosti od unošenja stvarne virusne DNK u konačni proizvod.
HBsAg iz kvasca se pročišćava kako bi se uklonile komponente kvasca i to raznim tehnikama fizičkog razdvajanja, uključujući hromatografiju i filtraciju. Polipeptid HBsAg samostalno se okuplja u imunogene sferne čestice
vrlo slične prirodnim 22 nm česticama koje se nalaze u serumu osoba s hroničnom HBV infekcijom.
Nakon unošenja ove vakcine počije stvaranje antitijela na HBsAg. Ova antitijela su poznata kao anti-HBso na kako i memorija imunološkog sistema (određeni T-limfociti) tada pružaju imunitet na infekciju virusom hepatitisa B (HBV).
I HPV vakcine spadaju u rekombinantne vakcine. Cervarix, bivalentna vakcina koja štiti od HPV tip 16 i 18 se proizvodi u L1 rekombinantnim kulturama stanicama zaraženim bakulovirusom i koristi adjuvans AS04, sastavljen aluminij hidroksida i 3-deaciliraog monofosforil lipida A. L1 je imunogenični protein HPV virusa i on je ubačen u stanice porijeklom iz insekata pomoću bakulovirusa. Sličan pristup je i kod Novavax vakcine protiv COVID-19.
Merckova vakcina protiv HPV, Gardasil, kvadrivalentna, proizvodi se u staicama kvasca Saccharomyces
cerevisiae koje su izmijenjene tako da proizvode L1 VLPs onkogenih HPV virusa 16 i 18, 6 i 11. Gardasil-9, proširena verzija Gardasil je nonavalentna (9-valentna) vakcina koji sadrži L1 VLPod pet dodatnih tipova HPV virusa: 31, 33, 45, 52 i 58.
Rekombinantne vakcine su i adenovirusne vektorske vakcine, jer se tu u po čovjeka bezopasni adenovirus ubacuju gen koji kodira sintezu Spike proteina virusa SARS-CoV-2.
Rekombinantna tehnologija je omogućila razvoj vakcina baziranih na proteinima, za koje je potrebno proizvesti dosta proteina i to brzo ili za umetanje gena od interesa u neki virus koji bi služio kao vektor, dosttavno sredstvo.
Tekst napisala Jelena Kalinić, MA, biolog, naučni novinar, sci-com i bloger Društvo za promociju “Prirodnih nauka “Nauka i svijet”, dobitnica EurekaAlert (AAAS) Felowship 2020. za naučne novinare.
O nama: Društvo “Nauka i svijet” je osnovano 2017. godine, a bavi se promocijom prirodnih nauka, borbom protiv dezinformacija u sferi nauke, protiv pseudonauke i za bolje obrazovanje u STEM oblasti. Predsjednik je prof. dr. Nenad Tanović.
