USD -
4.0245
EUR -
4.3225
GBP -
5.0414
DKK -
0.5796
Jak dotąd nie istnieją skuteczne metody leczenia afrykańskiego pomoru świń lub komercyjnie dostępne szczepionki chroniące trzodę chlewną przed zachorowaniem. Strategie kontroli tej choroby niezmiennie opierać się więc muszą na wczesnym wykryciu choroby, sprawnej identyfikacji i diagnozie podejrzanych przypadków oraz na surowym przestrzeganiu przepisów sanitarnych. Działania te okazują się jednak mało skuteczne w obliczu stale rozprzestrzeniającej się w Europie epidemii. Czy możliwe jest stworzenie szczepionek, które mogłyby ją zatrzymać?
Poznać wroga
ASF nie uśmierca wszystkich zarażonych zwierząt. Poza postacią nadostrą i ostrą choroby występuje także postać przewlekła, czasami kończąca się wyzdrowieniem osobnika. Świnie które przetrwały infekcję ASF rozwijają silną i chroniącą je skutecznie przed ponownym zachorowaniem odporność, co wskazuje na to, że efektywna szczepionka na ASF jest możliwa do utworzenia.
Aby jednak zaprojektować szczepionkę na dany patogen, konieczne jest dokładne poznanie sposobu, w jaki infekuje komórki i procesów, jakie w nich wywołuje. Naukowcy bardzo długo nie byli zgodni co do mechanizmu, w jaki wirus ASF wnika do komórek gospodarza. Gdyby wniknięcie wirusa odbywało się przykładowo poprzez określony, znany receptor na powierzchni błony komórkowej, możliwe byłoby zablokowanie dostępu wirusa do komórek dzięki odpowiedniej terapii. Wiedza ta stanowiłaby także punkt wyjścia do utworzenia szczepionki. Dane z dotychczas przeprowadzonych badań wskazują jednak, że zainfekowanie komórek przez ASF odbywa się poprzez otoczenie cząsteczki wirusa fragmentem błony komórkowej i przetransportowanie go do wewnątrz. W procesie tym nie biorą udziału receptory komórkowe, jest jednak związany z aktywacją skomplikowanego szlaku przekaźników molekularnych. Wirus celowo wywołuje zakłócenia na powierzchni błony, powodując że zaczyna się ona fałdować i tworzyć pęcherzyki. Poprzez blokadę regulatorów tego procesu możliwe jest zmniejszenie stopnia wnikania wirusów do środka komórki i obniżenie jego infekcyjności, nie rozwiązuje to jednak całkowicie problemu.
Fabryki wirusów
Wiele wirusów modyfikuje wewnętrzną maszynerię komórkową poprzez własne specyficzne białka, które wchodzą w interakcję z białkami gospodarza. W ten sposób wywołują w zainfekowanej komórce produkcję błoniastych struktur, które otaczają miejsca powstawania nowych cząsteczek wirusa w komórce. Miejsca te nazywane są „fabrykami wirusów” i zawierają materiał genetyczny patogenu, enzymy niezbędne do jego powielania oraz białka gospodarza i czynniki, które w normalnych warunkach odpowiadają za obronę komórki. Tutaj jednak są wykorzystywane przez wirusa do zapewnienia mu dogodnych warunków do replikacji i składania cząsteczek powstających wirusów. Udowodniono, że ASF działa w taki właśnie sposób.
Aby produkować kolejne kopie samego siebie, wirus przejmuje także enzymy gospodarza i wymusza na komórce produkcję własnych białek. Osiąga to poprzez włączanie i wyłączanie czynników będących sygnałem do odczytania materiału genetycznego i jego ekspresji. Ponadto wirus ASF reorganizuje całą komórkę, przyciągając do swoich „fabryk” takie struktury jak rybosomy, będące miejscem produkcji białek oraz mitochondria, dostarczające energię do tego procesu.
Dlaczego organizm przegrywa z ASF?
Wirus ASF modyfikuje mechanizmy obrony gospodarza, skutecznie zakłóca je i dezorientuje, poprzez produkcję wielu czynników regulujących układ immunologiczny. Pomaga mu w tym infekowanie komórek kluczowych dla układu odpornościowego, takich jak makrofagi, u których potrafi manipulować wytwarzaniem związków niezbędnych do wywołania zapalenia i do zabicia komórek zarażonych wirusami. Ponadto wirus ASF zawiera białka analogiczne do białek gospodarza, które hamują proces apoptozy (celowo wywoływanej śmierci komórki która jest np. zaatakowana przez wirusa). Wytwarza także czynniki, które blokują działanie interferonu, substancji zaangażowanej w zwalczanie infekcji wirusowych.
Projekty szczepionek
Dotychczasowo eksperymentalnie stosowane szczepionki zawierały atenuowane szczepy wirusa (osłabione i nie będące w stanie wywołać infekcji, nadal mogące jednak indukować odpowiedź odpornościową). Pierwsze tego typu szczepy uzyskano z hodowli komórkowych podczas wybuchu ASF w Hiszpanii i Portugalii, w latach 1962-95. Okazały się skuteczne w wywoływaniu długotrwałej ochrony przed wirusem, ale nie w przypadku każdej odmiany genetycznej ASF. Ponadto szczepionki uzyskane w taki sposób (naturalnie atenuowane) wywoływały poważne efekty uboczne, takie jak gorączka, zapalenie płuc, ogniska martwicy oraz obrzęk stawów. Dodatkowo po ich zastosowaniu wirus był stale obecny we krwi.
Od tego czasu próbowano zminimalizować efekty uboczne wywoływane przez atenuowane szczepy ASF poprzez usunięcie z DNA wirusa niekórych genów metodami inżynierii genetycznej. Okazało się to jednak bardzo trudnym zadaniem, ponieważ większość genów powodująca niekorzystną reakcję organizmu jest konieczna do wywołania odporności na patogen. Udało się uzyskać kilka genetycznie modyfikowanych szczepów wirusa wywołujących mniejsze skutki uboczne, jednak zapewniany przez nie stopień ochrony przed zjadliwymi szczepami ASF waha się pomiędzy 60 a 100%. Nie eliminują też całkowicie niekorzystnych skutków – nadal mogą wystąpić ogniska martwicy oraz zapalenie stawów. Prawdopodobnie do wywołania efektywnej odporności niezbędna jest pewna ilość stale powielającego się w komórkach wirusa, dlatego wykluczenie niektórych efektów ubocznych jest niemożliwe.
Próbowano również szczepić świnie za pomocą szczepionek z całkowicie inaktywowanym wirusem - okazały się one nieskuteczne. Samo wprowadzenie obcych białek struktralnych patogenu nie zapewnia wystarczającej ochrony przed zjadliwymi szczepami ASF.
Zaprojektowano i utworzono także szczepionki zawierające wyłącznie wybrane białka wirusa, odgrywające dużą rolę w procesie infekcyjnym i mogące tym samym wywoływać mechanizmy obronne gospodarza. Podobne założenie przyświecało preparatom opartym na wyizolowanym DNA wirusa. Eksperymenty pokazały jednak, że choć szczepionki tego typu wywołują produkowanie w organizmie przeciwciał ukierunkowanych na ASF oraz powstawanie białych krwinek mogących go rozpoznawać, to nie chronią one skutecznie przed aktywnymi wirusami. Mogą one pomóc w zwalczeniu infekcji wyłącznie w niewielkim stopniu.
Jednakże przeciwciała pobrane od świń naturalnie zainfekowanych ASF i podane zdrowym zwierzętom chronią je przed śmiertelnym zejściem choroby. Oznacza to, że możemy po prostu nadal nie trafiać na właściwe części i produkowane czynniki wirusa wywołujące efektywną odporność.
Największą nadzieję budzą obecnie szczepionki atenuowane. Aby jednak stworzyć w pełni skuteczne i bezpieczne preparaty, niezbędne są dalsze badania w celu poznania genów wirusa i mechanizmów molekularnych biorących udział w infekcji i odpowiedzi układu immunologicznego. Konieczne są więc dalsze eksperymenty, obejmujące nowe koncepcje i wykorzystujące innowacyjne technologie.
Na podstawie:
Revilla Y, Pérez-Núñez D, Richt JA (2018): African Swine Fever Virus Biology and Vaccine Approaches. Adv Virus Res. 100:41-74
