Проф. Александрова: Защо светът е вторачен във ваксините срещу COVID-19?

Професор Радостина Александрова е български биолог с професионални интереси в областта на клетъчната биология, вирусологията, имунологията, експерименталната онкология и онкофармакология, костното тъканно моделиране. Доктор е по „Вирусология“ и е професор по „Морфология“. Работи в Института по експериментална морфология, патология и антропология при БАН. Канена е за лектор в България, Румъния, Словения, Чехия, Беларус, Нидерландия, Малайзия, Унгария и Чехия.

Проф. Александрова, днес целият свят е вторачен във ваксините срещу корона вируса. Вие сте душата на амбициозен проект, който търси не ваксина, а лечение на COVID-19 . Моля разкажете повече по темата.

Става дума за една малка молекула с трудно произносимо и още по-трудно запомнящо се за широката аудитория название – ангиотензин конвертиращ ензим 2 или просто АСЕ2, която обаче е добре позната на специалистите. Тя е „вратата“ (рецепторът), през която SARS-CoV-2 прониква в клетката. А в ролята на ключ влиза  S белтъкът, който изгражда т.нар. „шипчета“ върху обвивката на вируса. Шипчето разпознава рецептора АСЕ2 върху повърхността на клетката и прилепва към него.

В стремежа си да ограничи атаката на вируса, имунната ни система образува антитела

(белтъчни молекули, наречени още имуноглобулини) срещу тези шипчета – антителата се свързват с шипчето и така пречат на вируса да взаимодейства с рецептора и да навлезе в клетката.

Каква е функцията на молекулата АСЕ2?

Тя изпълнява редица важни биологични функции, чийто смисъл най-общо се изразява в  поддържането на така необходимото за нормалното ни съществуване физиологично равновесие. Свързването на вируса с АСЕ2 бележи началото на инфекцията. Но това не е единствената беда. Ангажирана от вируса, молекулата АСЕ2 излиза от строя, което не й позволява да  си свърши работата и поддържането на равновесието, в което участва, се нарушава. В резултат настъпват сериозни поражения, дължащи се на тежка възпалителна реакция и възникване на фиброза.

Възпалението е част от защитната стратегия на организма,

но излязло от контрол може да бъде пагубно и да застраши живота ни. Природата не търпи празно пространство и когато нормалната, функционално активна тъкан е увредена и загубена, нейното място се заема от неработеща (фиброзна) тъкан – това е фиброзата. Малките камъчета обръщат колата – в случая, загубата на молекулата АСЕ2 отключва механизъм, водещ до т.нар. остър респираторен дистрес синдром и фиброза на белия дроб. Това са най-тежките усложнения при  COVID-19, които често са непосредствена причина за настъпване на смъртен изход.

Възможно ли е според вас нарушената функция на тази молекула да бъде възстановена?

АСЕ2 е екипен играч и не действа сама. За да може да осъществи функциите си тя взаимодейства и активира други молекули, а те на свой ред предават щафетата по-нататък.  Идеята на проекта е в организма да бъдат  въведени молекули, които (образно казано) да поемат задачите й.  С помощта на прецизен компютърен анализ  може да бъдат идентифицирани такива молекули, които впоследствие да бъдат синтезирани и изпробвани как работят. Точно това е и основната цел на нашия проект – да намерим „заместители“ на АСЕ2 и да проверим как ще справят с изпълнението на задачата не във виртуалното пространство, а в реални условия – в клетъчни култури (това са човешки или животински клетки, отглеждани в лабораторни условия) и в лабораторни плъхчета, при които описаното по-горе равновесие е нарушено и те развиват белодробни усложнения и фиброза, наподобяващи тези при COVID-19. Важно е да намерим молекули, които могат да  предотвратят този  нежелан и животозастрашаващ процес.

Само корона вируса ли би могъл да бъде лекуван по този начин или и други тежки заболявания?

Нарушеното равновесие вследствие на неработещата АСЕ2 молекула е общ патологичен механизъм, който стои в основата не само на тежките увреждания при COVID-19, но и на други болестни състояния, сред които хипертония, диабет,  сърдечносъдови и бъбречни заболявания.

В този смисъл, търсенето на подобни „заместители“ на АСЕ2 молекулата, които наподобяват действието и възстановяват ефектите й, ще помогне не само за овладяването на кризата COVID-19, но и ще проправи пътя на новаторски лечебни стратегии за едни от най-значимите заболявания, които отдавна са се наложили не само като водещи  медицински, но и обществени предизвикателства. За изпълнението на амбициозната програма на проекта е нужно финансиране.

Споделихте, че сте се разминали с половин точка на финала на миналогодишния конкурс? Очаквате ли тази пролет да получите финансиране?

Не съм от хората, които обичат да се оплакват и предпочитам да гледам в собствената си чиния. При разглеждането на проекта получихме максималния брой точки и много суперлативи от чуждестранния оценител. В крайна сметка половин точка ни раздели от нужното финансиране. Вярвам обаче, че ще бъдем подкрепени от съответните институции в страната (в случая Фонд „Научни изследвания“), за да може идеята на проекта да бъде осъществена.

Какви и кои специалисти сте поканили в екипа на амбициозното ви начинание?

В живота няма случайни неща. Всичко тръгна от един телефонен разговор през пролетта на 2020 г. с моя дългогодишна приятелка – проф. д-р Анна Толекова от Тракийския университет в Стара Загора.  Тя, доц. Павел Рашев от Института по биология и имунология на размножаването – БАН, доц. д-р Добрин Василев и аз сме групичката съмишленици, които задвижихме колелото на тази идея. Която веднага срещна подкрепа в лицето на изявени български и чуждестранни специалисти, събра в едно мъдростта на натрупания с годините опит и дръзновението на младостта. Защото науката отдавна не се прави от отделни хора.

Зад този амбициозен проект стои изключително амбициозен и нахъсен колектив – общо 40 изследователи, лекари, преподаватели от 7 институции в 4 държави

(България, Словения, Турция, Великобритания) с различни специалности и на различни възрасти, обединени от желанието да дадем най-доброто от себе си. Време за губене просто няма. Защото залогът е прекалено висок и името му е живот.

Как реагира човешката имунна система на вируса ковид-19?

Имунният отговор срещу SARS-CoV-2 това е S белтъкът, образуват  се антителата, които се свързват с вируса и му пречат да инфектира клетката – затова носят името неутрализиращи антитела. Те са проява на т.нар. хуморален имунен отговор.

Трябва да отбележим, че не всички антитела имат неутрализираща способност, някои от тях просто показват, че инфекцията се е случила.

Клетъчният имунен отговор пък се осъществява от два вида Т клетки – ако неутрализиращите антитела пречат на вируса да влезе в клетките, то едните Т клетки разпознават и унищожават вече инфектираните с вирус клетки, а другите Т клетки имат важни регулаторни и спомагателни функции. Б-клетките (това са клетките, които образуват антителата) и Т-клетките си имат своя динамика – време на активиране и поява, задържат се за определено време, после намаляват. В резултат от инфекцията обаче в нас остават т.нар. клетки на паметта, които при следваща среща с вируса, много бързо ще се активират и няма да му позволят да ни разболее.

Как реагира имунната система на ваксината срещу ковид-19?

Смисълът на ваксината е по безопасен за организма начин да създаде имунен отговор – антитела, както и клетки на паметта, която да ни защитят от вируса. Най-широко използваните до момента ваксини представляват цели вируси – живи (но отслабени) или убити (напълно инактивирани), които не могат да ни разболеят, но могат да предизвикат имунен отговор. Убити ваксини срещу SARS-CoV-2 произвежда Китай (продуктите на Sinovac и Sinopharm), Индия и др. За провокирането на имунен отговор са отговорни отделни структури (белтъци) на вируса (вече посочихме важната роля на S-белтъка при SARS-CoV-2), т.е. не е нужно да бъдат въвеждани цели вируси. Така възникват субединичните ваксини –  те съдържат точно тези белтъчни структури. Към тях се добавят т.нар. адюванти – вещества, които насочват и усилват имунния отговор. Срещу COVID-19 такава е ваксината на фирмата NovaVax, такива са и някои от добре познатите ни противогрипни ваксини. С тези три вида ваксини имаме доста сериозен опит до момента.

Какво е различното при новите информационни ваксини срещу коронавируса?

В битката с COVID-19 обаче влязоха и съвсем нов вид играчи – т.нар. РНК ваксини. В този случай в организма не се въвежда белтъчната структура (S-белтъкът), а т.нар. информационна РНК (иРНК), която я кодира – образно казано, клетката получава рецепта как да си синтезира сама интересуващия ни белтък (в случая S белтъка или част от него). А срещу него имунната система изгражда защитен отговор.

Самата РНК е доста уязвима и може да загине още преди да стигне до клетката.

Затова се въвежда в организма обвита в „пашкулче“ от липидни наночастици. Такива са ваксините на Pfizer/BioNTech и Моderna, а ниските температури, при които се съхраняват, произлизат именно от уязвимостта на РНК. Макар че друга ваксина, почиваща на същата технология, произведена от CureVac може да се съхранява в обикновен хладилник при 2-8^оС. Голямото предимство на РНК ваксините е, че може да бъдат създадени изключително бързо, което е много важно в условия на пандемия. РНК молекулата може да бъде произведена в лабораторни условия. За сравнение, за „класическите“ (живи и убити) ваксини е необходим огромен брой вируси, чието получаване отнема дълъг период от време.

Как действа руската ваксина Спутник V?

Друг тип ваксини са т.нар. вектор-базирани ваксини, каквито са тези на Университета в Оксфорд / Astra Zeneca, руската ваксина Спутник V и тази на компанията Johnson & Johnson. В този случай информацията за шипчето се носи не от иРНК, а от ДНК. РНК ваксините достигат до клетките и навлизат в тях блатодарение на обвивката от наночастици, която играе ролята на носител, като същевременно ги предпазва от разграждане. При вектор-базираните ваксини генът (ДНК) за интересуващия ни белтък е въведен в ДНК на аденовирус – неговата задача е да инфектира клетката и да въведе гена в нея, там ДНК ще се превърне в иРНК, а тя в белтък – точно както сме учили в училище. Аденовирусът обаче е модифициран така, че няма да ни разболее. След като навлезе в клетките и си свърши работата, доставяйки ДНК за шипчето, той не може да се размножава и ще бъде „изчистен“ от организма. Аденовиурсите се използват от десетилетия в генната терапия на раковите заболявания и са отлично познати на специалистите. Предизвикателството при тях идва от това, че

аденовиурсите са едни от най-честите причинители на инфекции на горните дихателни пътища при хората

и повечето от нас имат вече изграден имунен отговор срещу тях. Това поражда опасността, когато аденовирусният вектор бъде въведен в организма, имунната ни система да го разпознае и да го елиминира преди да си е свършил работата. Векторът във ваксината на Оксфорд / Astra Zeneca е аденовирус на шимпанзе, който е безопасен за хората и освен това нямаме имунитет срещу него.

Има ли някакъв риск от инжектирането на Спутник V?

Уловката тук е, че въведеният с първата доза на ваксината аденовирус може да предизвика имунен отговор, който да намали ефективността на втората доза. За да се излезе от този капан специалистите модифицират аденовирусните вектори по такъв начин, че да намалят способността им да предизвикват имунен отговор. За въвеждане на първата и втората доза на руската ваксина се използват два различни аденовирусни вектора – идеята е имунитетът срещу първия да не пречи на втория да си свърши работата.

Кога според вас се очаква новата вълна на зараза в България?

Има специалисти, които търсят отговора на този въпрос, те създават  математически модели, на тяхна основа се изграждат научно обосновани  прогнози. А това е сложна задача с голям брой неизвестни. Вирусът, който се изменя. Хората със своите индивидуални особености. Здравната система, мерките, ваксините… И, като добавим, че в биологията 1 плюс едно почти никога не е 2, сами разбирате, че предвижданията не са лесна работа. Но все повече неща зависят и от нас самите и не бива да влизаме в ролята на жертвата. Спазването на мерките и ваксините са начинът да се противопоставим.

А вирусите си имат и тяхна си логика, за която ние определено не знаем достатъчно. Особено за новите вируси. Защо например грипът се скри при настъплението на новия коронавирус. И не само той, но и останалите респираторни заболявания (с много малки изключения, като инфекциите с риновируси). И дали причината е само в маските, физическата дистанция, хигиената (вярвам, че нея винаги я е имало) и ограничените международни пътувания. Очевидно вирусите си комуникират по някакъв начин, нещо се случва между тях, но какво. Пандемията ще даде отговор на редица въпроси, но задава и немалко нови.

Достатъчно адекватни ли са мерките у нас в сравнение с другите европейски държави и по света?

Мерките са една от най-обсъжданите теми не само у нас, но и в целия свят. И е изключително трудно да се постигне баланс между всички гледни точки. Защото кризата COVID-19 има много лица и ни засяга по различни начини. Защото всичко това ни се случва за пръв път и се учим буквално в движение, дори понякога на принципа „проба – грешка“. Защото всеки един от нас си е една отделна вселена. Но й всеки един от нас иска най-доброто за себе си за близките си. Важно е хората да знаят какво се случва, защо се взима едно или друго решение, важно е да се подкрепяме във всеки смисъл на тази дума.  Трябва да съхраним психиката си. Истината е, че всички натрупахме умора от стреса. Но, виждаме, че вирусът не спи. И нямаме право да сме уморени.

В личен план как се промени животът ви?

Пандемията преобърна живота ни, донесе много болка и страдания, отне живота на почти 2.5 милиона души.  Но тя дойде и за да ни накара да се поспрем и да потърсим отговора на куп неудобни въпроси. Харесва ли ни историята на живота ни – такава, каквато я пишем ден след ден. Това ли е „мястото“, където искаме да бъдем. Следваме ли личната си легенда. Какво се е случило с мечтите ни. Напомни ни колко крехък е животът както и това, че имат смисъл само нещата, които се правят с много мерак и любов. Че времето неумолимо изтича и няма смисъл да отлагаме нещата, които ни правят щастливи.

Спомням си едно от първите ми излизания след обявяването на извънредното положение през март 2020 г. Беше прекрасен съботен ден, слънчев и цветен, а настъпващата пролет бликаше отвсякъде. Слушах песента на птиците, вглеждах се в усмихнатите лица на най-смелите цветя, дръзнали първи да оповестят края на зимата. Само дето улицата беше абсолютно пуста и тази несподелена красота ми навяваше тъга.

Тогава за пръв път осъзнах, че напрежението, което витае наоколо не се дължи на невидимата опасност, а на усещането, че вървя към един от най-сериозните изпити в живота си.

Кризата COVID-19 ме запозна с изключително интересни и стойностни хора, с някои от които мисля, че станахме приятели. Даде ми смелост да се върна към любими занимания, да започна да  изпълнявам обещания към самата себе си, които отдавна съм си дала, но все не са идвали на дневен ред. Дари ме с невероятното усещане, че знанията, които години наред упорито съм трупала, са полезни на хората.  За пореден път ми показа колко отговорна е мисията на учените.

Вярвате ли, че някой ден ще заживеем отново свободни както преди март 2020 г.?

Категорично. Човечеството е преминало през не едва и две пандемии, само грипните пандемии през 20^ия век са 3 на брой. COVID-19 не е нито първата, нито последната пандемия. Възможно е да има период, в който да сме по-подозрителни и по-затворени. Но човешката психика е достатъчно гъвкава. Важното е да си научим уроците. Да оценим истински важните неща и хора в живота си, да се освободим от бремето на безпочвени страхове, опасни илюзии,  излишни амбиции.  Да се научим да се възприемаме и обичаме такива, каквито сме. Да си прощаваме. И да не се взимаме на сериозно. Ще ми се да вярвам, че след тази пандемия животът ни няма да е същият, а ще бъде по-смислен и по-добър.

Наскоро гледах по новините репортаж за това, че  все повече пътнически самолети биват трансформирани в товарни. И, колкото и смешно да звучи, неволно се притесних как ще си намеря билет, когато отново започнем да пътуваме. Надявам се това да се случи съвсем скоро. Но пандемията убедително ни показа, че където и да ходим, най-интересното и вълнуващо пътешествие си остава това към самите нас.  И към хората, които обичаме.