Nie potrafimy przewidzieć, kiedy i w jaki sposób pojawią się nowe, śmiertelne i trudne do opanowania epidemie. Wiemy tylko, że ich pojawienie się w przyszłości jest praktycznie nieuniknione. Amerykańskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom szacuje, że 60 proc. wszystkich znanych i 75 proc. nowych chorób zakaźnych człowieka pochodzi od zwierząt. Co więcej, badacze przewidują, że zmiany klimatu, utrata bioróżnorodności i wzrost liczebności populacji przyspieszą mutacje patogenów i ich rozprzestrzenianie się.

Jedną z niewielu broni, jakie mamy, są szczepionki, ale dzikie zwierzęta trudno zaszczepić, bo każde z nich trzeba najpierw zlokalizować i schwytać. Samorozsiewające się szczepionki wydają się więc idealnym rozwiązaniem.

Szczepionka, która może się replikować, czyli samopowielać w organizmie żywiciela, a następnie szybko rozprzestrzeniać się na innych żywicieli, chroniąc całą populację przed atakiem patogenów – nad takim rozwiązaniem pracuje obecnie kilku zespołów naukowców na całym świecie, ożywiając kontrowersyjne badania nad samorozsiewającymi się szczepionkami. Badacze mają nadzieję, że w ten sposób ograniczą przenoszenie chorób zakaźnych wśród dzikich zwierząt, zmniejszając jednocześnie ryzyko, że przeniosą się na ludzi jak, zdaniem ekspertów, stało się to w przypadku wirusa SARS-CoV-2.

Genetycznie zmodyfikowanymi wirusami, które roznoszą odporność na choroby, zaczęto się interesować w latach 80. XX wieku. Pierwsze i jedyne jak dotąd badanie terenowe samorozsiewającej się szczepionki przeprowadził w 1999 roku weterynarz José Manuel Sánchez-Vizcaíno na hiszpańskiej wyspie Isla del Aire. Testowano wówczas szczepionki przeciw krwotocznej chorobie królików i myksomatozie, które dziesiątkowały populacje tych gryzoni w Chinach i Europie. W laboratorium zespół Sáncheza-Vizcaíno wyciął gen wirusa krwotocznej choroby królików i wprowadził go do genomu łagodnego szczepu wirusa, który wywołuje myksomatozę. Produktem końcowym była hybrydowa szczepionka wirusowa, która chroniła zwierzęta zarówno przed chorobą krwotoczną, jak i myksomatozą. Taką szczepionkę podano około 70 ze 140 zaczipowanych królików, a następnie wypuszczono je na wolność. Po 32 dniach 56 proc. niezaszczepionych królików miała już przeciwciała przeciwko obu wirusom. Mimo że eksperyment zakończył się sukcesem, technologia była na tyle kontrowersyjna, że na dalsze badania nie znaleziono finansowania. – Firmy farmaceutyczne nie były zainteresowane inwestowaniem w rozwój technologii, która z założenia zmniejszyłaby ich własne zyski – spekulował Sánchez-Vizcaíno. Sytuacja zmieniła się w 2016 roku.

Postępy w technologii genomicznej i wirusologii dodały badaniom rozpędu.

Naukowcy pracują obecnie nad samorozsiewającymi się szczepionkami przeciwko Eboli, gruźlicy bydła i gorączce Lassa – chorobie wirusowej roznoszonej przez szczury, która w Afryce Zachodniej powoduje ponad 300 tys. infekcji rocznie.

Ta technologia mogłaby być również zastosowana w walce z innymi chorobami odzwierzęcymi, takimi jak wścieklizna, wirus Zachodniego Nilu, borelioza czy dżuma.

Propagatorzy samorozsiewających się szczepionek twierdzą, że mogą one zrewolucjonizować zdrowie publiczne, zapobiegając rozprzestrzenianiu się chorób zakaźnych wśród zwierząt, zanim dojdzie do powstania kolejnych chorób odzwierzęcych – potencjalnie zapobiegając kolejnej pandemii. Dotychczas, kilka niewielkich badań wykazało, że szczepionki przeciwko Eboli i gruźlicy bydła oparte na bardzo powszechnym cytomegalowirusie CMV są skuteczne. W dwóch próbach z udziałem około 50 małp szczepionka przeciw gruźlicy na bazie CMV zmniejszyła zakażenia chorobą o 68 proc. W innym badaniu trzy na cztery małpy zaszczepione szczepionką Ebola przeżyły bezpośrednią ekspozycję na śmiertelny wirus. Podobne eksperymenty ze szczepionką przeciwko wirusowi Lassa mają się rozpocząć w ciągu roku. Model matematyczny wykazał, że jeśli zadziała zgodnie z oczekiwaniami, wypuszczenie szczepionki przeciwko gorączce Lassa może zmniejszyć przenoszenie choroby wśród gryzoni o 95 proc. w czasie krótszym niż rok. – Naprawdę widać, jak potężny może być to technologia – twierdzi prof. Scott Nuismer, autor studium modelowania.

Równie potężne są wątpliwości sceptyków.

Filippa Lentzos, ekspertka ds. nauki i bezpieczeństwa międzynarodowego w King’s College London, ostrzega, że wirusy są genetycznie niestabilne i podatne na częste mutacje. Wystarczy popatrzyć na ilość wariantów, które doświadczyliśmy podczas ostatniej pandemii. Samorozprzestrzeniający się wirus również może mutować i przeskakiwać między gatunkami lub powodować inne nieznane konsekwencje w populacjach zwierząt i ludzi. – Kiedy już wypuścisz coś zaprojektowanego i samoprzenoszącego się w naturę, nie wiesz, co się z tym stanie i dokąd się uda – mówi Jonas Sandbrink, badacz bioasekuracji w Instytucie Przyszłości Ludzkości Uniwersytetu Oksfordzkiego. Zarówno Nuismer, jak i Alec Redwood, badacz z Uniwersytetu Australii Zachodniej, twierdzą jednak, że to akurat jest wysoce nieprawdopodobne, aby szczepionka oparta na CMV mogła kiedykolwiek przeskoczyć gatunki, biorąc pod uwagę biologię tego wirusa.

To nie koniec listy zastrzeżeń. Innym potencjalnym ryzykiem samorozprzestrzeniania się szczepionek jest to, że pozbycie się chorób zakaźnych u dzikich zwierząt może zakłócić naturalną równowagę biologiczną i kontrolę populacji. Jeśli wirus nie będzie atakował już gryzoni, takich jak szczury, ich liczba może gwałtownie i niekontrolowanie wzrosnąć. Zdaniem niektórych specjalistów już same badania nad szczepionkami stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa biologicznego. Rozwijanie obejmuje dostrajanie przenoszenia i zmianę stabilności genetycznej, techniki, które, jak twierdzi Sandbrink, ’w wyjątkowy sposób rozwijają pewne możliwości mające zastosowanie do tworzenia wirusów nie tylko na wypadek pandemii, ale także jako broni biologicznej’.

Tekst: AvdB
Zdjęcie główne: Rizz/Unsplash