SARS-CoV-2 jest bardzo ekspansywnym betakoronawirusem. Ma to związek z jego odzwierzęcym pochodzeniem. Nietoperze, które są pierwotnymi gospodarzami SARS-CoV-2, to małe ssaki dożywające nawet 40 lat. Ciało nietoperza, znosi w trakcie lotu przeciążenia porównywalne do kilkugodzinnego biegu z szybkością ok. 70 km/h przez podobnych gabarytach. Naukowcy szacują, że taki ssak mógłby żyć maksymalnie dwa lata. Nietoperze mają wyjątkowy układ immunologiczny i mechanizmy przeciwzapalne. W ich krwi, po infekcji, natychmiast pojawiają się duże ilości interferonu.

Ludzki układ immunologiczny potrzebuje około 10 dni na wytworzenie przeciwciał wobec danego patogenu. Pierwsza linia obrony, nieswoisty układ odpornościowy odgrywa więc dużą rolę w hamowaniu zakażenia. Nasze białka obronne tzw. defensyny mają zdolności antybiotyczne i przeciwwirusowe. 30.10.2020 r. ogłoszono zakończenie, z dużym powodzeniem, badań klinicznych II fazy dla leku brilacydyna. Jest to defensyna pierwotnie badania jako nowoczesny antybiotyk, który nie powoduje antybiotykooporności. Okazało się, że silnie hamuje SARS-CoV-2 w hodowlach komórek ludzkich płuc.

Nasze interferony nie krążą we krwi w postaci uśpionej, jak u nietoperzy, ich produkcja trochę nam zajmuje. Osobnicze różnice w wydajności immunologicznej wpływają na przebieg choroby zakaźnej. Tak jest też z COVID-19. Około 17-20% chorych rozwinie formę ciężką nierzadko kończącą się śmiercią. Ustalono, że duży wpływ na to ma brak lub wadliwa budowa interferonów. U niektórych chorych obecne są mutacje genetyczne w obrębie genów kodujących interferony albo autoprzeciwciała blokujące interferon. Zjawiska te występowały u około 15% osób, które nie przeżyły COVID-19. Ta choroba ma tło autoimmunologiczne. Zastosowanie interferonów jest ciągłym przedmiotem badań.

Gorsze rokowania mają osoby zakażone ze schorzeniami współistniejącymi tj. cukrzyca, choroby serca, nerek, upośledzające odporność czy otyłe. Te choroby wpływają na strukturę i glikozylację wytwarzanych przeciwciał. Białko musi mieć odpowiedni kształt by spełniać swoją funkcję. Zmiana metabolizmu i składu osocza wpływa na strukturę naszych białek i otaczających je glikanów. Każdy wirus ma na swojej powierzchni warstwę glikanową. HIV wykorzystuje ludzkie glikany do budowy zewnętrznego płaszcza. Otaczają one wirion chroniąc przed działaniem białkowych przeciwciał i warunkują stabilność całej struktury. Usunięcie glikanów, w warunkach laboratoryjnych, powoduje rozpad całego wirionu. Po kilku latach od zakażenia HIV, nasz organizm wytwarza przeciwciała wobec tej struktury glikanowej.

SARS-CoV-2 nie jest wyjątkiem. Na jego powierzchni znajdują się białka kolca tzw. spike, otoczone glikanami. Wizualizacje nowego betakoronawirusa wyglądają tak jakby nosił glikanowe afro. Celami przeciwciał są wolne od glikanów białka wirusowe, białko S- spike i N-nukleokapsydu. W większości produkujemy przeciwciała wobec białek kolca, szczególnie widać to u dzieci. Starzenie organizmu wywołuje też starzenie komórek T biorących udział w produkcji przeciwciał. Dorośli wytwarzają więcej przeciwciał wobec epitopów nukleokapsydu. Epitop to część antygenu będąca celem dla przeciwciała. Wydaje się, że cele nukleokapsydowe są lepsze, bo białka kolca spike najczęściej mutują. Jednak to jak dzieci radzą sobie z infekcją betakoronawirusową pokazuje, że efektywniejszy wydaje się być szybki atak na cele zewnętrzne.

Ludzka odpowiedź immunologiczna wydaje się szybko zanikać. Po 6 miesiącach przeciwciała stwierdza się u około 20% ozdrowieńców. Pozostaje jednak odpowiedź komórkowa w postaci limfocytów T i B. Komórki pamięci produkują przeciwciała po ponownym kontakcie z tym samym intruzem. Problem jednak pojawia się gdy intruz się zmieni. Mutacje białka kolca i kontakt z innym przykładem wirusa, formą, która powstaje przez pasażowanie, zakażanie dużej populacji na innym terenie, powoduje, że nasze przeciwciała nie będą nas chronić. Organizm preferuje komórki B pamięci i produkuje przeciwciała, które pojawiały się już poprzednio. Ten proces hamuje proliferację nowych, naiwnych komórek B do produkcji efektywnych przeciwciał. Zjawisko to nazywa się antygenowym grzechem pierworodnym. Produkowane przeciwciała wiążą się z wirusem, inne komórki immunologiczne naszego organizmu notują, że doszło do neutralizacji jednak cząstka może dalej zakażać. Dochodzi w ten sposób do ADE – zjawiska wzmocnienia infekcji zależnej od przeciwciał. Jest to efekt prowadzący do cięższej choroby w wypadku reinfekcji.

Wiemy już, że nasza odporność nie jest trwała i reinfekcje SARS-CoV-2 się zdarzają. Niektóre z nich mają cięższy przebieg. ADE zauważono w infekcjach flawowirusami denge, wirusem ZIKA i betakoronawirusami SARS-CoV czy MERS. Polscy naukowcy pracują nad wyjaśnieniem roli glikanów w zakażeniu i modyfikacją glikoproteiny S, tak by uniknąć efektu ADE po ewentualnym zaszczepieniu. Potencjalna szczepionka musi wywołać efektywną odpowiedź immunologiczną ale wytworzone przeciwciała muszą chronić przed rozwojem ciężkiego zakażenia.

Od samego początku pojawiają się obawy co do skuteczności szczepionek ukierunkowanych głównie na mutujący obszar spike. Pojawiały się głosy, że lepszym podejściem jest wzorowanie na szczepionce przeciwko żółtej febrze. Opracowano ją 82 lata temu i stymuluje ona silną odpowiedź komórek pamięci T. Podobne podejście próbowano wykorzystać w uniwersalnej szczepionce przeciwgrypowej. Niestety, dwie próby badawcze zakończyły się ostatnio niepowodzeniem. Teraz realniejsze wydaje się oczekiwanie sezonowej szczepionki na SARS-CoV-2, ukierunkowanej na epitopy białka spike.

Niedawna informacja prasowa dotycząca produktu Pfizer przyniosła długo oczekiwaną nadzieję. Efektywność szczepionki ma wynosić 90%. Należy poczekać na oficjalną publikację danych, ale pozytywne wieści dają nadzieję, że inne szczepionki również będą skuteczne. Pierwotną euforię przyćmił fakt wymaganych warunków przechowywania nowych szczepionek. Metoda mRNA wymaga zamrożenia produktu w niskiej temperaturze do -70 stopni celcjusza.

Pfizer opracował specjalne coolm boxy transportowe na 1000-5000 szczepionek. Zachowują one stabilność termiczną przez 10 dni i takie opakowanie przeznaczone jest tylko do transportu. Po rozmrożeniu szczepionka może być przechowywana przez 2 dni w lodówce. Pfizer informował również, że opracowuje liofilizowaną wersję swojej szczepionki. Nie wymagałaby ona zamrażania ale pojawi się dopiero po 2021 r. Moderna, inna firma stosująca tą metodę, podaje, że przewiduje transport i przechowywanie w -20 stopniach i 7 dniową stabilność w temperaturze lodówkowej przed podaniem. Inne opracowywane szczepionki nie wymagają tak niskich temperatur.

Notowane ostatnio wzrosty zakażeń wzbudzają obawy o rozwój pandemii. Wiele osób może być zagrożonych ciężką postacią COVID-19. Ostatnie ustalenia naukowe sugerują, że to nasz układ immunologiczny jest za nią odpowiedzialny. Wykrzepianie, nasilające postać ciężką wynika nie z zapalenia śródbłonka, który traci przez to właściwości antykoagulacyjne. Stwierdzono jednak, że proces ten aktywują autoprzeciwciała pojawiające się w zespole antyfosfolipidowym. Atakują one fosfolipidy komórek śródbłonka i przyłączone do nich białka co prowadzi do zakrzepów krwi. W tym procesie uczestniczą też płytki krwi. Dlatego m.in. do dużego badania RECOVERY włączono właśnie przeciwpłytkową aspirynę. Najważniejszy więc w rokowaniu przebiegu tej choroby wydaje się nasz własny układ odpornościowy. Nie tylko to jak o niego dbamy preferując higieniczny tryb życia ale też mutacje jakie bezwiednie odziedziczyliśmy.

Literatura:

• https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/ATVBAHA.120.315175?fbclid=IwAR0kw5N4tJGTAWCqiw7aFVBFsf5bJ8n7YG8zP9gTDawaVHB1GW10YrJkKvg&
• https://www.recoverytrial.net/news/aspirin-to-be-investigated-as-a-possible-treatment-for-covid-19-in-the-recovery-trial
• https://www.thelancet.com/journals/laninf/article/PIIS1473-3099(20)30783-0/fulltext
• https://www.nature.com/articles/s41590-020-00826-9
• https://time.com/5906911/covid-19-antibodies-blood-clotting/?utm_source=twitter&utm_medium=social&utm_campaign=editorial&utm_term=health_covid-19&linkId=103772939
• https://www.quantamagazine.org/sugars-on-coronavirus-spike-protein-offer-vaccine-clues-20200505/
• https://www.wsj.com/articles/covid-19-vaccine-race-turns-deep-freezers-into-a-hot-commodity-11599217201?redirect=amp#click=https://t.co/jA2rzXdShS
• http://www.ipharminc.com/new-blog/2020/10/30/preprint-brilacidin-a-covid-19-drug-candidate-exhibits-potent-in-vitro-antiviral-activity-against-sars-cov-2
• https://endpts.com/biondvax-stock-implodes-after-a-big-phiii-gamble-for-its-universal-flu-vaccine-fails/
• https://www.vaccitech.co.uk/phase-2-clinical-results-for-vaccitech-universal-influenza/
• https://gumed.edu.pl/60827.html