U Ujedinjenom Kraljevstvu nedavno je registrirano adenovirus cjepivo protiv virusa SARS-CoV-2, plod zajedničkog partnerstva sveučilišta u Oxfordu i tvrtke AstraZeneca

Pomoćne tvari

Kroz dugi niz godina, glavna slabost adenovirusih cjepiva bila je njihova stabilnost. Adenovirusi stajanjem relativno brzo postaju neaktivni zbog pucanja ovojnice virusa, pa time ne mogu ostvariti svoju funkciju, a to je imunizacija. Proces imunizacije objasnit ću kasnije u tekstu. Većina sastojaka cjepiva stoga služi da stabilizira viruse. Obje tvrtke razvile su relativno slične sustave stabilizacije virusa koji su plod istraživanja objavljenih prije nekoliko godina.

Cjepivo AstraZeneca/Oxford, COVID-19 Vaccine (ChAdOx1 S [recombinant]) sadrži prirodnu esencijalnu aminokiselinu histidin i njenu sol, histidin klorid monohidrat. Histidin u našem tijelu služi za izgradnju proteina, ali ima i niz drugih funkcija. Jedna funkcija je nastanak histamina koja služi kao „tkivni glasnik“ brojnih fizioloških funkcija, od upale do funkcije živčanog sustava.

Iz histidina u koži nastaje trans-urokanska kiselina (tUCA) koja služi kao prirodni UV filter. Iz nje nastaje i karnozin i anserin. Karnozin i anserin zbog histidina u svom sastavu služe kao puferi koji osiguravaju ravnotežu kiselosti i alkalnosti u stanicama (stabilnost pH) te djeluju kao antioksidansi. Tako i histidin u cjepivu ima antioksidativnu funkciju te funkciju održavanje stabilnosti pH cjepiva. No, sam histidin ne bi bio dovoljan stabilizator.

U sastavu se nalazi sukroza (saharoza, odnosno kuhinjski šećer) te polisorbat 80 (pročitajte Jelenin članak o polisorbatima u cjepivima). Za stabilnost je potrebna optimalna razina minerala/soli. Zato se u cjepivu nalazi magnezijev klorid heksahidrat, poznat mnogima s polica trgovina hranom i dodataka prehrani (magnezijev klorid, Nigari). Nalazi se i natrijev klorid (kuhinjska sol). Potrebna je i miligramska količina alkohola etanola.

Osim toga, za stabilnost je potreban spoj nazvan EDTA (etilen-diamin-tetra-octena kiselina). EDTA je također poznat iz trgovina dodacima prehranom i njegova je funkcija da kompleksira (veže) neke ione poput kalcija. EDTA dodatno stabilizira virus u cjepivu.

Očito su obje grupe istraživača preuzele objavljene i poznate podatke o najefikasnijim stabilizatorima adenovirusnih cjepiva.

Ovo cjepivo sadrži i vodu za injekcije, a cjepivo se čuva na temperaturi od +2 °C do +8 °C. Nakon otvaranja i uzimanja prve doze, cjepivo je stabilno šest sati na temperaturi od +2 °C do +25 °C.

Aktivna tvar

Gen za „spike“ protein virusa SARS-CoV-2 (protein šiljka) ugrađen je u adenovirus. Adenovirusi su velika grupa virusa koja mogu izazvati niz bolesti, no u cjepivima se koriste neopasni adenovirusi. Kako bi se osigurala dodatna sigurnost, ti su virusi tzv. nereplikativni virusi. Drugim riječima, oni se ne mogu replicirati (umnožiti u stanici).

Na koji način smo ih onemogućili da se umnožavaju? Tako da je gen za protein šiljka ubačen u gen E1 adenovirusa. Ubacivanjem u gen E1, on gubi svoju funkciju. Bez gena E1, adenovirus se ne može umnožiti. Jednom kad dođe u stanicu, adenovirus će „narediti“ stanici stvaranje proteina šiljka (spike proteina). To i inače virusi rade, „naređuju“ stanici stvaranje svojih proteina.

U ovom slučaju znanost je nadmudrila viruse – ubacivanjem gena za protein šiljka virus, virus će narediti stanici da stvara protein šiljka. Dio tog proteina izaći će iz stanice i preuzet će ih imunološke stanice i započeti kaskadu imunološkog odgovora.

Takvi adenovirusi neće „naređivati“ stanici dugo vrijeme – kako se ne replicira (umnaža), taj proces traje oko tjedan dana. Prisustvo adenovirusa služi da dodatno potakne imunološki odgovor protiv proteina šiljka virusa SARS-CoV-2. O strategijama stvaranja cjepiva već ste u ožujku mogli čitati.

Premda imaju zajedničku platformu, AstraZeneca/Oxford i Sputnik V imaju različite adenoviruse. Glavna slabost jednog dijela adenovirusnih cjepiva je što su adenovirusi vrlo česti u ljudskoj populaciji. Može se lako dogoditi da osoba već ima protutijela protiv adenovirusa. Ako ta protutijela reagiraju s adenovirusom iz cjepiva, to može smanjiti učinkovitost cjepiva.

AstraZeneca/Oxford su taj problem riješili korištenjem adenovirusa izoliranog iz čimpanzi (ChAdOx1). ChAdOx1 tip cjepiva nastao je još 2012. godine, a znanstvenici s Oxforda su napravili cjepivo slično sadašnjem, kada je svijetu zaprijetila epidemija virusa MERS-a, srodnika virusa SARS-CoV-2. Protein šiljka virusa MERS-a tada su ugradili u virus ChAdOx1. Pojavom virusa SARS-CoV-2 koristili su isti pristup što je i omogućilo brz nastanak cjepiva. Kako je virus ChAdOx1 iz druge vrste, ne postoji problem postojećih protutijela protiv adenovirusa u ljudima. Cjepivo sadrži 5×10 na 10 virusnih čestica u jednoj dozi. Virusi se proizvode u HEK-293 humanoj staničnoj liniji.

Koliko se razlikuju oksfordsko i rusko cjepivo?

Postoje različita mišljenja o prednostima ova dva pristupa, no pristupi obje grupe istraživača su relativno slični.

Koliko se razlikuje pristup adenovirusnih cjepiva i mRNA cjepiva? S molekularne razine razlike su jasne. Kod mRNA cjepiva lipidi omogućuju ulazak mRNA koja kodira protein šiljka. Stanice zbog mRNA stvaraju protein šiljka i imunološki sustav stvara reakciju protiv tog proteina. Više  toj temi pročitajte ovdjeovdje i ovdje.

Adenovirusi su DNK virusi. U adenovirus je ubačen gen za protein šiljka. Ulaskom u stanicu, sam adenovirus „naređuje“ stanici da „prepiše“ DNK s virusa u mRNA iz koje pak nastaje protein šiljka virusa SARS-CoV-2. I mRNA i adenovirusna cjepiva imaju sposobnost potaknuti „iskru“ koja započinje kaskadu imunološke reakcije mehanizmima.

Za sada neću detaljnije objašnjavati ovaj proces, a dio priče o imunologiji cjepiva možete naći na sljedećem linku. Sve do kliničkih studija nismo mogli znati koji će pristup biti djelotvorniji i sigurniji, mRNA, adenovirusni ili neki drugi. O tome čitajte u zasebnom članku.

Mogu li adenovirus cjepiva promijeniti genetski kod čovjeka? Do sada niti u eksperimentalnim životinjama, ni u ljudima nije dokazan takav proces. Adenovirusna cjepiva nisu novost i korištena su davno u pokušaju nastanka cjepiva protiv HIV-a. Podsjetite se priče o neuspjehu nastanka cjepiva protiv HIV-a .

Usporedbu efikasnost i sigurnost adenovirusnih i mRNA cjepiva, iz dostupnih podataka, objasnit ću u zasebnom članku. Do tada pročitajte zanimljiv članak koji je napisala Jelena o fazi III ispitivanja AstraZeneca/Oxford cjepiva  u kojem možete naći par zanimljivih opaski. Možete pročitati recentni članak na tu temu.

Pojedinačna doza oba cjepiva je 0,5 mL koji se daje intramuskularno (u mišić). Postoje kao višedozni oblici s osam ili deset doza u pakiranju. Druga doza ruskog cjepivo Gam-Kovid-Vak daje se tri tjedna nakon prve doze. Druga doza cjepiva AstraZeneca/Oxford daje se 4-12 tjedana nakon prve doze.

U doba osjećaja konkurencije i natjecanja između tvrtki i država, lijepa je vijest da ruski i britanski istraživači dogovaraju moguće zajedničko ispitivanje ova dva tipa adenovirusnih cjepiva kako bi proučili je li njihova kombinacija još djelotvornija.

Izvori:

Information for Healthcare Professionals on COVID-19 Vaccine AstraZeneca – GOV.UK (www.gov.uk) /Public Assessment Report (publishing.service.gov.uk)

dr.sc. Stribor Marković, mag.pharm.