SZCZEPIONKI

ATENUOWANE

Szczepionki zawierające żywe patogeny.

W 1749 roku Edward Jenner po raz pierwszy zaszczepił ośmioletniego
chłopca poprzez wstrzyknięcie zarazków ospy krowianki, aby zapobiec
powstawaniu ospy prawdziwej. Objawy choroby u chłopca nie wystąpiły był
to przełomowy moment, który zapoczątkował rozwój dziedziny nauk
medycznych jaką jest wakcynologia.

Wakcynologia jest to dziedzina zajmująca się szczepieniami ochronnymi, ma
za zadanie badać szczepionki i ich wpływ na odporność zarówno jednostki
jak i całej populacji.

Szczepionki

Preparaty biologiczne zawierające jeden lub więcej czynników, które po
wprowadzeniu do organizmu stymulują układ immunologiczny do
wytworzenia odporności na działanie drobnoustrojów.

Szczepionki ze względu na rodzaj wprowadzonego antygenu możemy
podzielić na :



Zawierające żywe drobnoustroje,( naturalne- wirus krowianki lub
atenuowane – ospa wietrzna)



Zawierające martwe drobnoustroje,



Zawierające oczyszczone produkty drobnoustrojów,



Zawierajace produkty rekombinowanego DNA.

Atenuacja

Atenuacja jest to proces prowadzący do pozbawienia wirulencji (chorobotwórczości)
drobnoustrojów przy zachowaniu zdolności do wywoływania odporności swoistej
czynnej sztucznej.
Pod koniec XIX wieku Ludwik Pasteur odkrył metodę odzjadliwiania bakterii.

Szczepionki atenuowane (odzjadliwione)

◦

Zawierają żywe zdolne do rozmnażania drobnoustroje o zmniejszonej
zjadliwości lub niezjadliwe, które w procesie tworzenia szczepionki zostały
poddane przypadkowej mutacji. Modyfikacja ta jest indukowana przez
niekorzystne warunki hodowli, kilkukrotne pasażowanie oraz długotrwałą
selekcję osobników, które muszą być stale monitorowane pod katem
zachowania pożądanych antygenów i zmniejszenia ich żywotności.

◦

Imitują naturalną infekcję, przez co prowadza do dłużej trwającej
immunizacji.

◦

Duża immunogenność tych szczepionek jest związana z wydłużoną obecnością
antygenu w organizmie, zawartością wielu antygenów, które stymulują szeroki
zakres odpowiedzi typu komórkowego jak i humoralnego, zwiększoną dawką,
przejściowym namnażaniem się drobnoustrojów w organizmie.

Odpowiedź immunologiczna

Rodzaj i intensywność odpowiedzi immunologicznej wywołanej szczepieniem zależy
w dużej mierze od cech antygenu.
Prawidłowa odpowiedz immunologiczna wymaga rozpoznania przez receptory
limfocytów T cząsteczki antygenów zgodności tkankowej na powierzchni komórki
prezentującej antygen. Limfocyty T nie rozpoznają natywnych białek drobnoustroju
dlatego też cząsteczki antygenów muszą zostać przetworzone w komórkach
prezentujących antygen.
Sekwencja aminokwasów oraz struktura zmodyfikowanych peptydów determinują
interakcję kompleksu MHC oraz receptora TCR limfocytu T, jednak tylko prawidłowa
konformacja przestrzenna i komplementarność warunkuje rozpoznanie antygenów
oraz wywołanie odpowiedzi immunologicznej.
Antygeny prezentowane są głównie limfocytom T CD8 przy udziale cząsteczek MHC
klasy I.

Drogi podania szczepionek atenuowanych:

◦

Podskórnie np.: szczepionka przeciw ospie wietrznej (VZV),

◦

Śródskórnie np.: szczepionka BCG,

◦

Domięśniowo, np.: szczepionka przeciwko odrze (MEV),

◦

Doustnie np.: szczepionka przeciw Polio wg. Sabina-Koprowskiego,

Niebezpieczeństwa szczepionek

atenuowanych:

◦

Posiadanie przez szczepy atenuowane resztek zjadliwości, które mogą ujawniać się
na przykład przy niedoborach odporności,

◦

Możliwość odtworzenia funkcjonalnego patogenu na skutek rewersji mutacji,

◦

Nadwrażliwość osób szczepionych na składniki szczepionki,

◦

Obecność w szczepionce substancji toksycznych , będących składnikami osłon
komórkowych np. lipopolisacharyd.

Przeciwwskazania do podawania

szczepionek atenuowanych:

◦

Ciężkie, wrodzone lub nabyte niedobory odporności,

◦

Białaczki, chłoniaki, uogólniony proces nowotworowy,

◦

Chemioterapia, radioterapia, stosowanie wysokich dawek sterydów,

◦

Przeszczepy szpiku,

◦

Transplantacje narządów,

◦

Ciąża,

◦

Niepożądane odczyny poszczepienne, po podaniu poprzedniej dawki,

◦

Uczulenia na składniki preparatu.

Adiuwanty w szczepionkach

◦

Adiuwanty są to substancje, które wzmacniają specyficznie odpowiedź
immunologiczną na antygeny szczepionek. Mają one różne mechanizmy działania i
powinny być dobrane w zależności od tego, w jaki sposób szczepionka ma być
zastosowana i jaki typ odpowiedzi immunologicznej chcemy uzyskać ( tworzenie
się przeciwciał, odporność komórkowa lub odporność śluzówkowa).

◦

Adiuwanty wpływają nie tylko na wysokość miana przeciwciał ale także na czas
trwania ich produkcji, ich izotyp, awidność ( siła kompleksu antygen –
przeciwciało) oraz odporność komórkową.

◦

Najczęściej używanym adiuwantem była mikrozawiesina wodorotlenku glinu
( 2003 rok).

Mechanizmy decydujące o

działaniu adiuwantowym:

1.

Przedłużenie immunologicznego czasu połowicznego rozpadu antygenu
szczepionki,

2.

Udoskonalony sposób podania i lepsze prezentowanie antygenu,

3.

Indukowanie produkcji cytokin, działających immunomodulacyjnie.

Adiuwanty w terapii

nowotworowej

Dzięki właściwościom adiuwantów możliwe jest wytwarzanie nie tylko wielu
szczepionek przeciwko patogenom ale nawet szczepionek przeciwnowotworowych.
Szczepionki takie zawierają atenuowane całe komórki rakowe, ściany komórkowe
lub specyficzne antygeny. Taką terapię stosuje się aby pobudzić system
immunologiczny do niszczenia komórek rakowych.
Jako adiuwantów do tego rodzaju terapii nowotworowej używa się np.: liposomów z
interleukiną 2

Produkcja

szczepionek

wirusowych

Schemat procesu produkcji szczepionek
wirusowych. Inaktywacja może następować na
różnych etapach procesu produkcyjnego. W
przypadku szczepionek żywych nie następuje
oczywiście żadna inaktywacja, z reguły jednak
liofilizacja. (Ryc.4.3 Biotechnologia
farmaceutyczna)

Substancje i materiały wykorzystywane

do produkcji szczepionek wirusowych:

◦

Podłoża do hodowli komórkowych,

◦

Dodatki do podłoży kultur komórkowych, np.: czynniki wzrostu,

◦

Proteazy,

◦

Substancje buforowe,

◦

Środki pomocnicze do oczyszczania,

◦

Stabilizatory,

◦

Adiuwanty,

◦

Środki inaktywujące np.: formaldehyd, β- propiolakton,

◦

Środki konserwujące np.: Tiomersal, Natriumtrimerfonat, 2-fenoksyetanol,

◦

Woda,

◦

Pojemniki produktu końcowego,

Kinetyka namnażania wirusów a zmiany liczby

komórek. Przykład szybko replikującego się wirusa z

efektem cytolitycznym. Po zakażeniu następuje

absorbcja wirusa na receptorach komórkowych, a

następnie penetracja wirusów do komórek. Wykrycie

wprowadzonego wirusa nie jest już możliwe. Po

krótkim okresie utajenia (faza lag) następuje faza

logarytmicznego wzrostu liczby wirusów (faza log).

Na końcu wykresu widać rozpoczynająca się

inaktywacje wirusa. Spadek liczby komórek

następuje w wyniku metabolicznego wyczerpania i

rozpadu komórek.

(Ryc.4.8 Biotechnologia farmaceutyczna)

Szczepionki rekombinowane

◦

Szczepionki uzyskiwane metodami inżynierii genetycznej.

◦

Wśród nich znajdują się szczepionki delecyjne zawierające żywy rekombinowany
patogen, uzyskany przez usunięcie genów odpowiedzialnych za wirulencję lecz
niekoniecznych do dalszego rozmnazania i życia. Zrekombinowany tym sposobem
patogen nie wywołuje choroby, jednak wciąż pozostaje immunogenny

◦

Szczepionki wektorowe wykorzystują żywe, niepatogenne wirusy lub bakterie, do
których genomu włączono geny kodujące antygen chorobotwórczego
drobnoustroju.

◦

Gatunki stosowane do tworzenia rekombinowanych szczepionek posiadają
zdolność namnażania się w organizmie gospodarza co prowadzi do stymulacji
limfocytów T cytotoksycznych.

◦

Podstawowym problemem w wykorzystaniu żywych wektorów do tworzenia
szczepionek jest fakt iż nie można ponownie użyć tego samego wektora, ponieważ
odporność jest indukowana także przeciwko używanemu wektorowi.

Rośliny w produkcji szczepionek

Postęp technologiczny, wprowadzanie nowych rozwiązań oraz intensywne prace
naukowców doprowadzają do stworzenia oryginalnych metod szczepienia z
wykorzystaniem organizmów transgenicznych takich jak rośliny wyższe.
Do tej pory wyprodukowano wiele szczepionek roślinnych takich jak:



transgeniczny tytoń, sałata oraz ziemniak uodparniające na wirusowe zapalenie
wątroby typu B,



transgeniczne pomidory, których spożycie powoduje odporność na wirusa
wścieklizny,



transgeniczne ziemniaki posiadające zdolność wytwarzania enterotoksyny
bakterii Escherichia coli,



transgeniczną koniczynę wywołująca odpowiedź immunologiczną chroniącą przed
zakażeniem zwierzęcym wirusem pryszczycy.

Etapy procesu tworzenia jadalnych szczepionek

◦

Izolacja genu ,który ma być użyty do modyfikacji,

◦

Przygotowanie konstrukcji genowej,

◦

Wprowadzenie konstrukcji genowej do komórki roślinnej,

◦

Regeneracja transgenicznych roślin w kulturach in vitro,

◦

Identyfikacja transgenizacji za pomocą genów reporterowych,
markerowych oraz kodujących,

◦

Ocena stabilności transformacji w kolejnych pokoleniach.

Roślinne rekombinowane szczepionki nowej generacji są
przyszłością w dziedzinie szczepień nie tylko ze względu na
niskie koszty produkcji ale także ze względu na wielką
różnorodność ekspresji genów zarówno bakteryjnych jak i
wirusowych oraz możliwość uzyskania roślinnych szczepionek
poliwalentnych wywołujących odporność przeciwko kilku
chorobom które powodują różne drobnoustroje.