W dążeniu do opracowania skuteczniejszych szczepionek, które lepiej wspomagają układ odpornościowy w walce z chorobami, naukowcy nieustannie poszukują nowych narzędzi. Silna odpowiedź przeciwciał indukowana przez szczepionki stanowi ważną pierwszą linię obrony, ale – jak zauważa Emily A. Aunins, doktorantka programu Biomedical Graduate Studies – „zawsze warto mieć plan awaryjny”, biorąc pod uwagę, że wirusy mogą mutować i unikać odpowiedzi przeciwciał, które stają się powszechne w populacji. Limfocyty T, ze względu na swoją większą zmienność międzyosobniczą, mogą nadal odpowiadać na ponowne zakażenia i zmutowane warianty wirusów.
Naukowcy wciąż poszukują sposobów na poprawę odpowiedzi limfocytów T, by zapewnić dłuższą trwałość działania szczepionek. Jedną z obiecujących dróg są adiuwanty – substancje zwiększające skuteczność szczepień. W nowym badaniu naukowcy z Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Pensylwanii, Szkoły Medycznej Perelmana oraz Szpitala Dziecięcego w Filadelfii przetestowali wpływ interleukiny-12 (IL-12) – cytokininy produkowanej przez różne komórki układu odpornościowego – jako dodatku do szczepionek u myszy.
Zauważyli, że IL-12 znacząco zwiększyła odpowiedź limfocytów CD8+ – komórek odpornościowych odpowiedzialnych za niszczenie zainfekowanych lub nieprawidłowych komórek – na wirusy SARS-CoV-2 i grypy, a także poprawiła ochronę przed czerniakiem i infekcją wywołaną przez Listerię. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Science Immunology.
IL-12 jest naturalnie produkowana przez organizm w odpowiedzi na liczne infekcje, a naukowcy wykorzystują ją jako adiuwant w szczepionkach przeciwko pasożytom, wirusom i bakteriom.
Projektowanie szczepionek wywołujących silną odpowiedź limfocytów CD8+ od zawsze stanowiło wyzwanie. Przełomem były szczepionki mRNA – jak podkreśla prof. Christopher A. Hunter z Penn Vet, główny autor pracy – które umożliwiły skuteczniejszą aktywację tych komórek. Dane z ostatnich czterech lat pokazują, że osoby generujące silne odpowiedzi limfocytów T po szczepieniu mRNA przeciwko COVID-19 rzadziej doświadczają infekcji przełamujących lub hospitalizacji.
Jednym z praktycznych aspektów zastosowania szczepionki mRNA z IL-12 jest możliwość zmniejszenia częstości i dawek szczepień. Jak zauważa Anthony T. Phan, współautor badania i współpracownik naukowy w laboratorium Huntera, zmniejszenie liczby iniekcji i ryzyka działań niepożądanych związanych z dawką to istotna korzyść. Dodaje, że odkrycia zespołu mogą wpłynąć również na rozwój terapii nowotworów i ukierunkowanych szczepionek chroniących przewód pokarmowy lub płuca.
„mRNA kodujące cytokiny to z pewnością obiecujące i pomysłowe podejście do wzmacniania odpowiedzi odpornościowej przeciwko nowotworom i zmianom przedrakowym” – mówi dr Susan M. Domchek, dyrektorka Instytutu Basser Cancer Interception przy Centrum Onkologii Abramsona, który współfinansował badanie. „Mamy nadzieję, że ta technologia jak najszybciej trafi do klinik”.
Hunter podkreśla, że badanie powstało dzięki połączeniu zainteresowań jego zespołu biologią cytokin, pasji Phana do limfocytów CD8+, prac noblisty z 2023 roku dr. Drew Weismanna nad szczepionkami mRNA oraz wiedzy dr. Mohamada-Gabriela Alameha z Penn Medicine w zakresie projektowania i wytwarzania nanocząsteczek oraz opracowywania szczepionek przeciw bakteriom.
„Po to jest się na uniwersytecie – by spotykać ludzi spoza własnego kręgu i znajdować wspólne zainteresowania” – mówi Hunter. Alameh, który spotkał Huntera i Phana na kampusie, szybko zdał sobie sprawę, że połączenie immunomodulacji za pomocą cytokin i inżynierii materiałowej to najlepszy sposób na dostosowywanie odpowiedzi szczepionkowej.
Wsparcie ze strony programu Adjuvant Discovery amerykańskich Narodowych Instytutów Zdrowia również odegrało kluczową rolę w realizacji projektu.
Jak podkreśla Aunins, artykuł „toruje drogę dla racjonalnie projektowanych adiuwantów mRNA w przyszłości, opartych na dekadach badań nad biologią cytokin”. Zespół kontynuuje badania nad innymi cytokinami mRNA, które mogą wpływać na odpowiedź odpornościową. Phan dodaje, że Weissmann interesuje się zastosowaniem IL-12 w szczepionkach przeciwko HIV, a trwające badania prowadzone wspólnie z dr. Scottem Hensleyem z Penn Medicine analizują możliwość wykorzystania tego podejścia międzygatunkowo – m.in. przeciw ptasiej grypie.
Źródło: Science Immunology
DOI: 10.1126/sciimmunol.ads1328
