Prof. Agata Budkowska: Coraz lepiej znamy mechanizmy zakażenia HCV, ale szczepionka nadal w sferze marzeń.

- Poznaliśmy dość dokładnie mechanizm wnikania wirusa do komórki, jego cykl życiowy, co pozwoliło na zaproponowanie unikalnej terapii skierowanej przeciwko niestrukturalnym białkom wirusa tzw. DAA (Direct Acting Antivirals). Nie mamy jednak ani profilaktycznej ani terapeutycznej szczepionki i nie spodziewamy się jej uzyskać w najbliższej przyszłości – mówi prof. Agata Budkowska z Instytutu Pasteura w Paryżu.

Możemy pochwalić się sukcesami w terapii HCV, ale nadal wielu rzeczy jeszcze o wirusie nie wiadomo.

Nowa, zastosowana w ostatnich latach terapia wirusowego zapalenia wątroby typu C jest bezprecedensowym sukcesem w historii medycyny. Po raz pierwszy udało się nam wyleczyć z przewlekłej choroby wirusowej. Jest ona w dodatku spowodowana przez wirus bardzo zmienny, który używa wielu mechanizmów, aby umknąć spod kontroli naszego układu immunologicznego i którego struktury jeszcze dokładnie nie poznaliśmy. Zakażenie wirusem C jest bardzo rozpowszechnione - mamy 170 mln jego nosicieli na świecie, a na pewno jest ich znacznie więcej, bo wielu pozostaje jeszcze nieświadomych zakażenia.

Szczepionka przeciw HCV pozostaje jednak nadal w sferze marzeń. Dlaczego szczepionka jest tak potrzebna?

Po przebytej infekcji, jak również po wyleczeniu z zakażenia wzw C nie ma trwałej odporności i pacjent może być ponownie zakażony innym podtypem wirusa. Stąd tak bardzo potrzeba jest szczepionka, aby właśnie ochronić przed ponowną infekcją. A najlepiej byłoby nie dopuścić do infekcji pierwotnej.

Przeszkodą do wynalezienia szczepionki jest duża zmienność wirusa C. Czy to główna przyczyna dotychczasowych niepowodzeń ?

Wielość odmian wzw C (mamy 7 genotypów, i 67 podtypów), ale przede wszystkim jego stała ewolucja, a więc powstawanie tysięcy wariantów u tego samego, zakażonego pacjenta na skutek częstych mutacji - stanowi oczywiście główną trudność w uzyskaniu szczepionki. Jest też wiele innych przyczyn: brak odpowiednich modeli in vivo do jej badania, fakt że wirus przechytrza nasze mechanizmy immunologiczne i ukrywa się w innych komórkach poza wątrobą.

Prób uzyskania szczepionki było wiele.

Oczywiście, setki. Opierały się one na immunizacji białkami otoczki wirusowej, albo cząstkami pseudo-wirusowymi imitującymi wirusa C , albo wektorami kodującymi wirusowe białka niestrukturalne potrzebne w jego cyklu życiowym. Większość szczepionek bardzo obiecujących w badaniach in vitro i stymulujących przeciwciała neutralizujące nie dotarło do decydujących prób klinicznych, które są bardzo restrykcyjnie kontrolowane. Jeżeli jednak dotarły, - okazały się nieskuteczne. Poza tym bardzo brakuje nam modeli zwierzęcych do badań przyszłych szczepionek. Pierwsze badania prowadzono na szympansach, a kiedy zostały one wstrzymane z przyczyn etycznych, opracowuje się specjalne modele myszy.

Skąd ten pomysł?

Wirus charakteryzuje się bardzo ograniczonym „tropizmem”, czyli zdolnością zakażania jedynie hepatocytów ludzkich. Do badania samego zakażenia, inhibitorów wirusa, funkcji jego receptorów na komórce wątroby opracowano model myszy, którym przeszczepiono ludzkie hepatocyty. Taki model był w ostatnich latach używany z powodzeniem między innymi przez naukowców z Uniwersytetu w Gandawie z którymi współpracowałam. Tym niemniej nadal wyzwaniem pozostaje model zwierzęcy z ludzkim układem immunologicznym, gdyż taki potrzebny jest do badania szczepionek. Opracowano już pierwsze modele myszy z przeszczepioną wątrobą ludzką i jednocześnie z ludzkim układem odpornościowym. Ale niestety myszy te mają albo niestabilny układ immunologiczny, albo nie produkują komórek B, albo bardzo trudno je zakazić wzw C. Musimy więc jeszcze poczekać zanim uzyska się modele do badania przyszłych szczepionek.

Jakie są inne przyczyny trudności z opracowaniem szczepionki ?

Oprócz zmienności wirusa, braku odpowiednich modeli in vivo do badań prototypów szczepionek, nie wiemy dokładnie jakie mechanizmy powinna stymulować szczepionka. Większość szczepionek oparta jest na stymulacji przeciwciał, a okazuje się, że w infekcji wirusem C rola przeciwciał jest problematyczna, ponieważ mamy do czynienia z tak dużą zmiennością wirusa, że przeciwciała nie nadążają z eliminacją wszystkich jego wariantów. Inną unikalną przyczyną jest fakt, że wirus C chowa się w masie lipoprotein, które chronią go przed atakiem przeciwciał neutralizujących. Lipoproteiny o bardzo niskiej gęstości (VLDL) zostają włączone do struktury cząstki wirusowej w czasie morfogenezy, warunkują jego wnikanie do komórki poprzez interakcje z receptorami dla lipoprotein na powierzchni hepatocytu. O uznanie tej szczególnej roli lipoprotein w cyklu życiowym HCV walczyły trzy grupy badaczy na świecie, między innymi moja z Instytutu Pasteura w Paryżu. To jest istota mechanizmu infekcji i jednocześnie ucieczki wzw C przed przeciwciałami neutralizującymi, które powinny go unicestwić.
Kolejnym bardzo ważnym mechanizmem ucieczki wirusa C spod kontroli przeciwciał jest jego przechodzenie z jednej komórki do sąsiedniej bez wychodzenia na zewnątrz, a więc zakażenie następnej komórki w sposób niewidoczny dla przeciwciał. Wydaje się w dodatku, że ten mechanizm przeważa w przebiegu przewlekłej choroby wątroby.

Jeszcze inną rolę odgrywają eksosomy. Dlaczego w ostatnich latach badacze się im przyglądają?

Jest to szczególny i fascynujący sposób przenoszenia zakażenia bez udziału samego „gotowego” wirusa. Eksosomy to kanaliki błoniaste, które wydzielane są przez cały szereg komórek organizmu, przenoszą RNA, białko, inne substancje - wszystko to co służy zapewnieniu komunikacji między oddalonymi od siebie komórkami. W przypadku wirusa C, eksosomy przenoszą wirusowe RNA, jak również ważne składniki komórki, których wirus potrzebuje do replikacji na wczesnym etapie zakażenia. Eksosomy niosące wirusowe RNA zakażają komórki wątroby poprzez fuzje i mogą przekazać te ważne składniki i przenieść infekcję bez udziału cząstek wirusowych – bowiem istnienie cząstek wirusowych w eksosomach zostało przebadane i wykluczone. Musimy również pamiętać, że wirus, który zakaża hepatocyty może być przechowywany w różnych innych komórkach ustroju takich jak limfocyty, komórki układu nerwowego, śledziony. Niekoniecznie są to miejsca replikacji wirusa, jakkolwiek niektóre mogą nimi być. Niektóre warianty wirusa charakteryzują się specjalną strukturą białek otoczki, aby móc wejść do tych „innych komórek” , które mają inne receptory na powierzchni niż komórki wątroby. Wirus może w nich przetrwać i zakazić nową wątrobę po jej przeszczepieniu.

Mówiła Pani w swojej prezentacji, że to raczej komórki T a nie przeciwciała neutralizujące grają główną rolę w eliminacji wirusa w przebiegu infekcji wzw C i ich stymulowanie może zostać wykorzystane przez przyszłe szczepionki. Jest więc pewna nadzieja choć na razie nie do końca spełniona...

Tak się wydaje w tej chwili, ponieważ komórki T kontrolują wczesne etapy infekcji, a szczególnie tzw. komórki T CD8+, które powstrzymują wczesne etapy replikacji wirusa. Dlatego ostatnio proponowane szczepionki stymulują odpowiedź komórek T, a nie przeciwciała. Niestety opublikowane ostatnio wyniki prób klinicznych wskazują na nieskuteczność takiej szczepionki, co powstrzymuje od zbytniego entuzjazmu. U zdrowych osób taka szczepionka stymuluje prawidłową odpowiedz komórek T CD4+ i CD8+, jednakże u osób chorych, zastosowana jako szczepionka terapeutyczna jest kompletne nieskuteczna. I dzieje się tak nie tylko z powodu licznych mutacji wirusa, co uniemożliwia jego rozpoznanie, ale za sprawą szalenie ważnego mechanizmu, który zmienia funkcjonalność komórek T, które nie są już stanie wyeliminować wirusa. Chodzi tu o rodzaj „wyczerpania” układu immunologicznego na skutek stałej stymulacji antygenowej w przebiegu przewlekłego zapalenia wątroby.
Nie mamy nadziei na szczepionkę, która chroniłaby nas w sposób kompletny przed infekcją, realnym celem wydaje się obecnie zabezpieczenie częściowe, już po infekcji, przed rozwojem przewlekłej choroby wątroby, która może prowadzić do marskości a nawet pierwotnego raka wątroby. Im więcej klęsk tym więcej mamy energii aby je pokonać i nie tracimy nadziei, że szczepionka zostanie w końcu opracowana, ale nie jest to kwestia najbliższej przyszłości.

Prof. Agata Budkowska jest doradcą naukowym Dyrekcji Międzynarodowej Instytutu Pasteura w Paryżu.