În prezent, există multe bacterii patogene pentru care nu există vaccinuri. În plus, din cauza utilizării excesive a antibioticelor în ultimele decenii, multe bacterii au dezvoltat rezistenţă la antibiotice, reducând eficacitatea medicamentelor. În consecinţă, bacteriile rezistente la antibiotice reprezintă deja o ameninţare reală pentru sănătatea umană la nivel mondial. Dezvoltarea unui nou tip de vaccin ar putea oferi un răspuns la această problemă globală. Pentru prima dată în lume, o echipă de cercetători de la Universitatea din Tel Aviv şi de la Institutul Israelian de Cercetări Biologice a dezvoltat un vaccin pe bază de ARN mesager (ARNm) care s-a dovedit 100% eficient împotriva unui tip de bacterie letală pentru oameni, în studiile preclinice.
Studiul, realizat pe un model animal, a demonstrat că toate animalele tratate au fost complet protejate împotriva bacteriei.
Potrivit cercetătorilor, noua tehnologie poate permite dezvoltarea rapidă a unor vaccinuri eficiente pentru bolile bacteriene, inclusiv pentru bolile cauzate de bacterii rezistente la antibiotice, în cazul unei noi pandemii cu răspândire rapidă.
Până acum, s-a presupus că vaccinurile cu ARNm, cum ar fi vaccinurile anti-Covid-19, sunt eficiente doar împotriva virusurilor, dar nu şi a bacteriilor.
Potrivit specialiştilor, marele avantaj al acestor vaccinuri, pe lângă eficacitatea lor, este capacitatea de a fi dezvoltate foarte rapid
Odată ce secvenţa genetică a virusului SARS-CoV2 (Covid-19) a fost publicată, a fost nevoie de numai 63 de zile pentru a începe primul studiu clinic. Cu toate acestea, până acum oamenii de ştiinţă credeau că vaccinurile cu ARNm împotriva bacteriilor erau imposibil de realizat din punct de vedere biologic.
„În studiul nostru am demonstrat că este de fapt posibil să se dezvolte vaccinuri cu ARNm 100% eficiente împotriva bacteriilor mortale", explică doctorul Edo Kon, de la Universitatea din Tel Aviv care a condus studiul.
Cercetătorii explică faptul că viruşii depind de celulele externe (gazdă) pentru reproducerea lor. Inserându-şi propria moleculă de ARNm într-o celulă umană, un virus foloseşte celulele noastre ca pe o fabrică pentru a produce proteine virale pe baza propriului material genetic, adică se replică pe sine.
În vaccinurile cu ARNm, aceeaşi moleculă este sintetizată într-un laborator, apoi este învelită în nanoparticule lipidice asemănătoare cu membrana celulelor umane.
Când vaccinul este injectat în corpul nostru, lipidele se lipesc de celulele noastre şi, în consecinţă, celulele produc proteine virale.
Sistemul imunitar, familiarizându-se cu aceste proteine, învaţă cum să ne protejeze organismul în cazul unei expuneri la virusul real.
Întrucât virusurile îşi produc proteinele în interiorul celulelor noastre, proteinele transpuse din secvenţa genetică virală sunt similare cu cele extrase din ARNm sintetizat în laborator.
Cu toate acestea, bacteriile sunt o cu totul altă poveste, spune medicul: „Ele nu au nevoie de celulele noastre pentru a-şi produce propriile proteine. Şi, deoarece evoluţiile oamenilor şi ale bacteriilor sunt destul de diferite una de cealaltă, proteinele produse în bacterii pot fi diferite de cele produse în celulele umane, chiar dacă se bazează pe aceeaşi secvenţă genetică".
Cercetătorii au încercat să sintetizeze proteine bacteriene în celule umane, dar expunerea la aceste proteine a dus la un nivel scăzut de anticorpi şi la o lipsă generală de efect imunitar protector, în organismul uman.
Acest lucru se datorează faptului că, deşi proteinele produse în bacterii sunt în esenţă identice cu cele sintetizate în laborator, fiind bazate pe aceleaşi "instrucţiuni de fabricaţie", cele produse în celulele umane suferă modificări semnificative, cum ar fi adăugarea de zaharuri, atunci când sunt secretate din celula umană.
Pentru a rezolva această problemă, echipa de la Tel-Aviv a dezvoltat metode de secretare a proteinelor bacteriene, ocolind totodată căile clasice de secreţie, care sunt problematice pentru această aplicaţie.
Rezultatul a fost un răspuns imunitar semnificativ, sistemul imunitar identificând proteinele din vaccin ca fiind proteine bacteriene imunogene. Pentru a spori stabilitatea proteinei bacteriene şi pentru a se asigura că aceasta nu se dezintegrează prea repede în organism,cercetătorii au întărit-o cu o secţiune de proteină umană.
„Prin combinarea celor două strategii revoluţionare am obţinut un răspuns imunitar complet", a precizat dr. Kon.
În prezent, există multe bacterii patogene pentru care nu există vaccinuri. În plus, din cauza utilizării excesive a antibioticelor în ultimele decenii, multe bacterii au dezvoltat rezistenţă la antibiotice, reducând eficacitatea acestor medicamente importante.
În consecinţă, bacteriile rezistente la antibiotice reprezintă deja o ameninţare reală pentru sănătatea umană la nivel mondial. Dezvoltarea unui nou tip de vaccin poate oferi un răspuns la această problemă globală.
În studiul nostru cercetătorii au testat noul lor vaccin cu ARNm pe animale infectate cu o bacterie mortală. În decurs de o săptămână, toate animalele nevaccinate au murit, în timp ce cele vaccinate cu serul nou-dezvoltat au rămas vii şi sănătoase.
Mai mult, în cazul uneia dintre metodele de vaccinare, o singură doză a asigurat o protecţie completă la doar două săptămâni după ce a fost administrată.
Capacitatea de a oferi protecţie completă cu o singură doză este crucială pentru protecţia împotriva viitoarelor focare de pandemii bacteriene cu răspândire rapidă.
Echipa a remarcat faptul că vaccinul Covid-19 a fost dezvoltat atât de rapid deoarece s-a bazat pe ani de cercetare privind vaccinurile cu ARNm pentru virusuri similare.
„Dacă mâine ne vom confrunta cu un fel de pandemie bacteriană, studiul nostru va oferi o cale pentru dezvoltarea rapidă a unor vaccinuri cu ARNm sigure şi eficiente", a concluzionat profesorul Dan Peer, vicepreşedinte pentru cercetare şi dezvoltare şi şef al Laboratorului de nanomedicină de precizie din cadrul Şcolii de biomedicină şi de cercetare a cancerului Shmunis, din Tel Aviv, care a condus şi el cercetările împreună cu dr. Kon.
Studiul a fost realizat în colaborare cu cercetători de la Institutul israelian de cercetări biologice. Rezultatele studiului au fost publicate miercuri, în revista Science Advances.
