Vědci už vědí, proč stafylokokové vakcíny v klinických testech selhaly, a pracují na jejich vylepšení

Některé běžné bakterie jako například Staphylococcus aureus se vyskytují ve více variantách, přičemž pouze některé z nich jsou pro naše zdraví nebezpečné. Zlatý stafylokok se zcela běžně vyskytuje na povrchu kůže a sliznic, kde je naprosto neškodný a nezpůsobuje žádné potíže. Nicméně za jistých okolností může také způsobit otravu jídlem nebo vyvolat infekci, která se může rozvinout až do život ohrožujícího stavu.

V tomto ohledu je nebezpečné zejména tzv. MRSA kmeny – methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus. Ten totiž nese geny, které mu udílejí rezistenci k methicilinu, antibiotiku poslední volby. A protože si tento typ stafylokoka obvykle kóduje také další geny antibiotické rezistence, je velmi obtížné infekce vyvolané tímto typem bakterie léčit.

Bakterie odolné vůči antibiotikům jsou považovány za vážnou hrozbu pro veřejné zdraví a Světová zdravotnická organizace (WHO) před nimi dlouhodobě varuje. A právě MRSA patří v tomto ohledu k nejobávanějším patogenům. Vědci se proto pokusili vyvinout vakcínu, která zabrání vážné infekci stafylokokem. Nicméně doposud všechny kandidátní látky v klinickém testování na lidech selhaly. A nyní vědci konečně vědí proč – svá zjištění publikovali v prestižním vědeckém časopise Cell Host & Microbe.

Protože stafylokoky jsou všudypřítomní, lidé jsou těmto bakteriím vystaveni ihned po narození. Přibližně polovina všech dětí hostí kolonie Staphylococcus aureus do dvou měsíců po narození a většina z nich si také vytvoří protilátky, které mohou odvrátit stafylokokovou infekci v případě, že se neškodná kolonizace změní v infekci. Myší modely, které byly použity k testování stafylokokových vakcín, však obvykle nebyly vystaveny bakteriím S. aureus, neboť se jedná o laboratorní zvířata, která jsou od narození chována ve sterilních podmínkách.

Vědci si to vysvětlovali tím, že laboratorní myši bez předchozí expozice stafylokokům dobře reagují na vakcíny, zatímco lidé, kteří byli stafylokokům vystaveni a mají vybudovanou vlastní imunitu, na stejné vakcíny s protilátkami zabraňujícími infekci nereagují.

„Je to jeden z nejzáhadnějších problémů, s jakým se vědci zabývající se vývojem vakcín proti stafylokokům potýkají. Žádný z těchto pokusů na lidech nefungoval a vědci se snažili najít důvod,“ říká George Liu, profesor pediatrie na University of California San Diego School of Medicine, který studii vedl.

„Vakcíny proti stafylokokům se u myší zdají být tak snadno vyrobitelné, protože laboratorní myši se S. aureus v podstatě nesetkají. Naproti tomu lidé jsou stafylokokům vystaveni již v prvních týdnech života, a tak si tyto bakterie vyvinuli mechanismy, které jim umožňují s člověkem koexistovat. Mezi jejich strategie patří mimo jiné zneefektivnění našeho imunitního systému,“ vysvětluje první autor studie Chih-Ming Tsai.

„Domnívali jsme se, že laboratorní myši, které budou vystaveny S. aureus před aplikací vakcíny, na vakcínu nejspíš reagovat nebudou, stejně jako lidé v klinickém testování.“

Aby tuto hypotézu vědci otestovali, v rámci nynější studie nasimulovali jednu z největších neúspěšných klinických studií testujících vakcínu proti stafylokokovi. V tém byla testována vakcína, která cílila na protein zvaný IsdB, který S. aureus využívá pro vychytávání železa, jež je pro jeho přežití nezbytné.

Když byla vakcína podána myším, které nebyly dříve ve svém životě vystaveny stafylokokům, došlo k produkci protilátek proti celému proteinu IsdB. Bakterii tak bylo znemožněno přijímat železo a její klíčové buněčné procesy byly narušeny.

Naproti tomu v případě, že byly myši vystaveny stafylokokovi ještě předtím, než jim byla aplikována vakcína, myši nevytvářely protilátky zabraňující onemocnění, ale pouze protilátky neúčinné cílící pouze na nechráněnou malou část proteinu. Takové protilátky nedokázaly příjmu železa zabránit a infekci tak nepotlačily. Aplikace booster vakcíny přitom situaci nezlepšila – vedla pouze k produkci většího množství neúčinných protilátek.

Když výzkumníci smíchali lidské protilátky proti IsdB s ochrannými protilátkami naprodukovanými po aplikaci vakcíny myšmi, které se dříve se stafylokokem nesetkaly, namixovaná vakcína přestala fungovat.

„Předpokládali jsme, že pokud bychom mohli očkovat pouze protilátkami cílícími na tzv. ochrannou část proteinu  IsdB, mohli bychom být schopni zabránit potlačení špatnou paměťové imunitní reakce,“ říká Tsai.

A skutečně – když vědci očkovali myši pouze proti tzv. ochranné složce proteinu, nikoli celému IsdB, byla zvířata účinně chráněna, i když byla předtím vystavena S. aureus.

Liu poznamenal, že chybná paměť lidského imunitního systému na patogen a související imunitní reakce, by mohly vysvětlit, proč pokusy na lidech selhaly.

„Je dokonce možné, že stejný princip stojí za selháním mnoha dalších vakcín. Pokud se ukáže, že naše tvrzení je správné, účinná vakcína proti stafylokokovi již nemusí být daleko,“ uzavírá Liu.

Originální publikace: Cell Host & Microbe (impact factor 21.0)

Zdroj: Labroots, UC San Diego

Zdroj titulního obrázku: PxHere

Více o pokroku medicíny na CZECHSIGHT:

Vědci jsou na stopě vakcíně proti alergii na psy

Japonským vědcům se podařilo získat krystalovou strukturu majoritního alergenu označovaného jako Can f 1, který je zodpovědný za naprostou většinu alergií na psy. Díky tomu se o velký kus přiblížili vakcíně, která by v budoucnu mohla tlumit klinické projevy alergie na psy.

CZECHSIGHT - Vše o českém a zahraničním techuMichaela Novotná

Lék proti plasmodiím, způsobujícím malárii, má zastavit schopnost parazitů unikat imunitní odpovědi člověka

Paraziti způsobující těžkou malárii mají schopnost potlačit imunitní odpověď člověka, nový lék by měl zabránit deaktivaci imunitních buněk.

CZECHSIGHT - Vše o českém a zahraničním techuMichal Barták