Lendületesek: Horváti Kata

A peptidek a fehérjékhez hasonlóan aminosavakból felépülő, láncszerű molekulák. Míg azonban a fehérjék igen hosszúak, akár több ezer aminosav építheti fel őket, addig a legtöbb biológiailag aktív peptid csak néhány tucat aminosavból áll. Az elmúlt évtizedekben a peptidszintézis technológiája hihetetlen mértékben fejlődött, így ma már nem okoz gondot a kutatóknak, hogy tetszés szerinti összetételű peptideket állítsanak elő a laborban, akár automatizáltan.

Információmorzsák az immunrendszernek

„Ezzel a technológiával sokféle peptidet tudunk szintetizálni, amelyek a legkülönfélébb biológiai funkciókat láthatják el – mondja Horváti Kata. – Így akár epitóp peptideket is előállíthatunk. Az epitópok a kórokozók fehérjéinek azon részei, amelyek az immunválasz kiváltásáért felelősek. Ezek a kis egységek tartalmazzák az immunrendszer számára nélkülözhetetlen információmorzsákat.”

Horváti Kata

A Covid-19 betegséget okozó SARS-CoV-2 vírus esetében például ilyen epitópok a tüskefehérjék bizonyos szakaszai. Ez utóbbi szó nagyon fontos: epitópként nem feltétlenül van szükség az egész fehérjére, elég csupán azon kis egységeit megtalálni, amelyek az immunrendszer elemeihez való kötődésben részt vesznek.

E rövid peptidek tehát elméletben alkalmasak lehetnek oltóanyagok előállítására,

hiszen, ha bejuttatjuk őket a szervezetbe – és közben megvédjük őket a gyors lebomlástól –, akkor a segítségükkel az immunrendszer ellenanyagokat hozhat létre, amelyek aztán felkészülten várhatják az igazi kórokozó tényleges fertőzését.

Sőt a peptideknek, éppen kis méretüknek köszönhetően, a nagy fehérjéket tartalmazó vakcinákkal szemben megvan az az előnyük például, hogy egyetlen oltóanyagban több különféle peptidet is kombinálhatunk. Így egyszerre a kórokozó többféle epitópját is „bemutathatjuk” az immunrendszernek, és ezáltal szélesebb spektrumú immunválasz alakulhat ki a kórokozóval szemben.

Lehetőségek

„Ez a megközelítés akkor lesz igazán érdekes, ha olyan kórokozóval van dolgunk, amely változékony, például gyorsan mutálódik, aminek következtében ki tudja kerülni az immunválaszt. Arra ugyanis kicsi az esély, hogy egyszerre több fehérje is megváltozzon ugyanabban a kórokozóban – érvel Horváti Kata. – Ellentétben a más technológiával készített vakcinákkal, amelyek egy kórokozó egy adott állapota ellen készülnek, itt többféle fehérjét reprezentáló peptidet is kombinálhatunk, és ha szükséges, az aminosavszekvencián is könnyebben tudunk változtatni.”

Minthogy a peptidalapú vakcinákat – az mRNS-alapú oltóanyaghoz hasonlóan – tisztán szintetikus eljárásokkal állítják elő, a gyártásban nem jelenik meg sehol biológiai anyag.

Ez számos olyan kockázatot kiküszöböl, amely például az elölt kórokozón alapuló vakcinagyártási technológiák sajátja.

Azaz nem fordulhat elő, hogy a vakcinába fertőző ágens kerül. A peptidalapú vakcinákban tehát hatalmas lehetőségek rejlenek.

A technológia nagyjából ott tart jelenleg, ahol az mRNS-vakcinák tartottak a Covid előtt: számos helyen kutatják őket a világban, és már néhány 1., 2. és 3. fázisú klinikai vizsgálat is elkezdődött némelyik kísérleti peptidvakcinával. Ezek általában a rákterápiában, illetve -megelőzésben mutatnak reményteljes laboreredményeket, például a melanoma vagy a glioma ellen. Klinikai gyakorlatban való használatra engedélyezett peptidvakcina a Covid-19 ellen létezik. Ez az Oroszországban engedélyezett EpiVacCorona. Mindenesetre a klinikai vizsgálatok témája is jól mutatja, hogy a technológia lehetséges felhasználási területét korántsem csupán a vírusok által terjesztett betegségek jelentik, de a bakteriális fertőzések, illetve a daganatos megbetegedések is.

Horváti Kata és kutatócsoportja sem Covid-vakcinát fog fejleszteni – ezt fontosnak tartja hangsúlyozni, hiszen – érthető módon – ezekben az időkben a vakcinákról mindenkinek a koronavírus elleni harc jut elsőként eszébe.

A cél: „vakcinaplatform” létrehozása

„Elsősorban bakteriális megbetegedések ellen keresünk vakcinákat, méghozzá olyan kórokozók ellen, amelyek a hagyományos terápiákkal szemben erősen rezisztensek, vagyis hagyományos antibiotikumokkal már nehezen kezelhetők – folytatja Horváti Kata. – Olyan baktériumok ezek, amelyek például krónikus tüdőgyulladást okoznak, és gyakori hospitalizáció (kórházba kerülés) köthető hozzájuk. Emiatt az egyik fő célpontunk a tuberkulózis baktériuma, illetve más, úgynevezett ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa és Enterobacter sp.) baktériumok.”

Az immunrendszer támadásainak kivédésére ezek a baktériumok sokféle módszert fejlesztettek ki az evolúció során. A tbc baktériuma például olyan molekulákat képes termelni, melyek meggátolják, hogy a fertőzés után kialakuló első immunválasz során a falósejtek teljesen megsemmisítsék. Az így életben maradt baktériumok vastag sejtfalat növesztenek, lelassítják az anyagcseréjüket, vagyis az immunrendszer szempontjából teljesen átalakítják az életformájukat. Új létformájuk olyannyira különbözik az előzőtől, hogy az ellene kialakuló korábbi immunválasz már nem pusztítja el.

Emiatt az egyetlen fenotípus ellen kifejlesztett vakcinák sem tudják a különböző életformákban létező baktériumok összességét semlegesíteni. Valamilyen módszerrel követni kell a létformaváltás miatt előálló antigén-diverzitást, például a különböző létformákra jellemző bakteriális fehérjék epitópjait megjelenítő peptidek kombinálásával – vélekedik Horváti Kata. De a kívánt peptidek szintézisével még korántsem biztos a siker.

„Bár az epitóp peptideket könnyű szintetizálni, önmagukban nem lesznek elég stabilak, és az immunogenitásuk (tehát az immunválaszt kiváltó képességük) gyenge. Ezért e peptideket olyan formába kell hozni, hogy utána vakcinaként alkalmazhatók legyenek – mondja Horváti Kata. – Ehhez különböző kémiai eljárásokkal módosítjuk, majd formulázzuk, vagyis vagyis a végleges felhasználási formára alakítjuk őket. Ez azt jelenti, hogy

biztosítjuk a peptidek optimális elérhetőségét a szervezet számára, illetve megakadályozzuk a gyors lebomlásukat.”

Ha egyszerűen megennénk a peptideket, pillanatok alatt lebomlanának az emésztőrendszerben, és nem tudnák kifejteni a hatásukat. De ha például nanokapszulába csomagoljuk őket, vagy emulziót képezünk belőlük, esetleg micellákba, liposzómákba ágyazzuk, vagyis formulázzuk, akkor meg tudjuk védeni a molekulákat a gyors lebomlástól, és fokozni tudjuk a hatásukat. Minden peptidkészítményre másfajta formulációt kell kifejleszteni. A jelenlegi fázisban az a cél, hogy létrehozzák mindazokat az eljárásokat, amelyek a jövőben majd a konkrét peptidvakcinák előállítását segítik.

„E kutatómunka alapkutatás lesz, tehát nem célunk egy konkrét, bevethető oltóanyag megalkotása. A célunk egy olyan technika kifejlesztése, amely később a legkülönfélébb fertőző betegségekkel szembeni vakcinák létrehozásához használható – mondja Horváti Kata. – Ehhez a kolloid- és a peptidkémia együttműködésére lesz szükség, mert csak így valósítható meg az elsődleges cél: a peptidek megfelelő formulációjának kidolgozása. Vagyis vakcinaplatformot fejlesztünk.”