Ne tako davno, cijepljenje protiv zaraznih bolesti bilo je "kazna", tj. brinulo je roditeljei strašilo djecu, a i danas ima onih koji zločestu djecu plaše injekcijskom iglom. A i oni koji su išli u daleke prekomorske zemlje morali su proći pravu torturu kombiniranog cijepljenja uz mogućnost raznih neugodnih popratnih pojava. Razvoj jestivih cjepiva toliko je daleko doveden da je samo pitanje vremena kada će igla za ubrizgavanje cjepiva nestati iz svakodnevne uporabe.

Razvoj jestivih cjepiva

Rajčica ili slatki krumpir gotovo su idealni nositelji za materijal koji provociraju stvaranje imuniteta.

Tehnika genetskog inženjeringa kod biljnih vrsta otvorila je neslućene mogućnosti za bezbolan unos cjepiva u tijelo. Rajčica ili slatki krumpir gotovo su idealni nositelji za materijal koji provociraju stvaranje imuniteta. U laboratorijskim uvjetima to je postignuto; miševi hranjeni rajčicom koja sadrži genetski materijal protiv bakterije B-coli, ne obolijevaju od opasnog pa i smrtonosnog proljeva,a cjepivo rajčice može spasiti prerano rođenu dojenčad od infekcije respiratornim virusom (RSV) koji predstavlja pravu moru u slučaju defekata na imunološkom sustavu, osobito u zemljama trećeg svijeta. Inače, taj virus kod normalne djece završava tek sa simptomima gripe.

Dr. S. Korban sa Sveučilišta Illinois i suradnici uspješno su imunizirali miševe protiv te opake bolesti dojenčadi hraneći ih genetski modificiranom rajčicom (»Cherrytomato«). Svoj rad objavili su u European Journal Transgenic Research, što je svakako pobudilo veliki interes stručnjaka.

Naravno, pokus nije bio tako jednostavan kako izgleda kad se piše. Korbanova skupina istraživača podijelila je pokusne miševe u dvije skupine - jedna je dobivala genetski modificiranu, a druga normalnu rajčicu. Miševi koji su dobili prethodno modificiranu rajčicu, počeli su proizvoditi antitijela i to ista ona koja bi se proizvodila da se tijelo inficira čistim virusom RSV. Nije bitno je li dio miševa ostao bez reakcije ili ne, već je bilo važno potvrditi da se "biljnim cjepivom" može isprovocirati imuna reakcija.

Prednosti jestivih cjepiva

Prednosti takvog cijepljenja su ogromne - cjepivo se dobiva znatno jeftinije, aplicira se na neosjetan način, primjerice, kroz salatu od rajčice, i nema gotovo nikakvih reakcija karakterističnih za cjepivo životinjskog podrijetla. I još. nešto; nisu potrebne sterilne igle, jestivo cjepivo lakše se čuva i distribuira, što pruža priliku i nerazvijenim zemljama. Umjesto da djeca u "repu" čekaju i tiho pate dok ih se ne "pikne" u ruku, dobivaju rajčicu pa nema nikakva pritiska, već sve izgleda kao svaka druga igra. Izbacivanjem igala iz cijepljenja izbjegavaju se razne infekcije zbog manjkave ili izostale sterilizacije itd. Dr. Korban kaže da se cjepivo "proizvodi" u unutrašnjem jestivom dijelu rajčice, da se lako konzumira te da osoba pojede dostatnu količinu imunogenog materijala.

Zašto je izabrana rajčica?

Rajčica je na taj način postala prototip za jestivo cjepivo, pa je i najveći dio pokusa obavljen - upravo na njoj. No osim rajčica, imamo krumpir, jabuke i druge biljne vrste.

Zašto baš rajčica? Zbog toga što je tehnički prikladna i nemojmo zaboraviti da se u SAD tretira kao voćka. Kad govorimo o tehnici mislimo na slijedeće; rajčica se pojede cijela, krumpir se mora prethodno obraditi, dok kod jabuke postoji otpad (ogrizak). Sve to prisiljava tehnologe da cjepivo posebno prilagode svakoj biljci. U tom pogledu vlada natjecateljski duh među više američkih sveučilišta. Na Sveučilištu Corne, u Plant Research Center-u također su daleko odmaknuli; napravili su prvi pokus na ljudima s jestivim cjepivom biljnog podrijetla („Tomato vaccine"). Riječ je o cjepivu protiv opasnog trovača hrane E. coli koji svake godine u SAD-u, ali i izvan zemlje na turističkim putovanjima, inficira nekoliko tisuća ljudi. Prema podacima dr. Charlesa Arntzena, direktora BTI-ja, infekcija s E. coli svake godine u svijetu ubije oko 3000 dojenčadi. Jestivo cjepivo bilo bi pravi spas.

Pokusi s modificiranim krumpirom

Pokusi s modificiranim krumpirom koji sadrži gen za bakterijski antigen B-coli trajali su šest mjeseci na skupini dobrovoljaca te pokazali mnogo zanimljivih stvari. Prvo, krumpir se ne može toplinski obrađivati jer visoka temperatura uništava antigen, a drugo, nakon konzumiranja sirovog krumpira dobrovoljci su počeli proizvoditi antitijela protiv E. coli! Međutim, postavlja se pitanje tko će jesti sirovi krumpir? Pritom valja napomenuti da nije bilo nikakvih sporednih (neugodnih) pojava koje bi bitno ugrozile zdravlje osoba u pokusima. No,nije to ni izdaleka sav posao; još je potrebno takav genetski modificirani krumpir kultivirati, kolekcionirati, pakirati i distribuirati te utvrditi kako reagira na razne vanjske utjecaje. Netko bi s pravom zaključio da je riječ o ljekovitom krumpiru, ali to bi bila pogreška.

Namirnice kao vektori za imuno zaštitu

Kao vektori su korišteni i banana - za virus hepatitisa B, papiloma virusa koji napada cerviks maternice, a korištene su i jabuke.

U bliskoj budućnosti mnoge bi namirnice mogle postati vektori za razne vrste imuno zaštite. Umjesto injekcija - namirnice, umjesto kroz kožu - kroz usta! Roditelji budućnosti govorit će o svojim precima da su djecu „mučili" injekcijama i kako je to bio srednji vijek! Predajom tehnologije genetske modifikacije krumpira u nerazvijene zemlje (umjesto nabavke klasičnog cjepiva), moglo bi se osigurati dovoljno materijala za cijepljenje djece i odraslih, što bi istovremeno izbilo adute monopolističkog položaja farmaceutskih tvrtki. Jeftino cjepivo postalo bi dostupno i ne bi bilo privilegija bogatijih.

Ne treba gajiti iluzije da su svi pokusi završili uspješno samo na rajčici i krumpiru. Kao vektori su korišteni i banana - za virus hepatitisa B, papiloma virusa koji napada cerviks maternice, a korištene su i jabuke. Bilo je i mnogo kritika kao, primjerice, -„ono što ste dobili u laboratorijskim uvjetima neće ni približno biti moguće u stvarnom svijetu". No znanstvenici znaju proceduru - korak po korak sve do cilja.

Možda je najveća dilema javnosti što se u postupku dobivanja cjepiva koristi genetska manipulacija. Kod toga se naravno potpuno zaboravlja pogled na tehnološki razvoj koji kaže da će se u budućnost raditi ciljani lijekovi upravo postupkom genetske manipulacije. Znanstvenicima je sasvim svejedno što će kod toga biti vektor (jabuka, banana ili rajčica).

Cjepivo protiv neuro-degenerativnih bolesti

Cjepivo bi trebalo sprječavati deponiranje beta-amiloida među stanicama mozga.

Jedan od posljednjih pokusa (2008) znanstvene sprege genetičara i imunologa jeste pokušaj da se načini cjepivo protiv opakih neuro-degenerativni bolesti, Alzheimerove i Parkinsonove bolesti. O tome su pisali korejski istraživači i to koristeći kao vektor rajčicu pa je tako nastala slijedeća izreka; „an tomato a day to keep Alzheimer away". Cjepivo bi trebalo sprječavati deponiranje beta-amiloida među stanicama mozga. Rajčica je najzgodniji vektor jer se jede sirova i nije joj potrebna toplinska obrada.

A samo 2 godine prije, australijska istraživačica dr Amanda Walmsley, izvijestila je stručnu javnost da radi na tomato cjepivu protiv virusa gripe peradi. Jedini tehnički problem bilo je sušenje rajčice liofilizacijom, što znači da je nacjepljena rajčica nakon smrzavanja naglo osušena. U tom slučaju kako objašnjava Amanda, „rajčica je tvornica za virusni antigen". Uglavnom, mnogo jeftinije nego da se cjepivo radi na kokošjim jajima. Bilo je pokušaja da se načini takvo cjepivo protiv virusa SARS-a i Ebole, ali nezgoda je što takvi virusi kontinuirano mutiraju.

Doziranje cjepiva

Da državne institucije mjerodavne za zdravlje u SAD blagonaklono gledaju na jestivo cjepivo, dokaz je i odobrenje sredstava USDA koje je dobilo sveučilište u Illinoisu za „Tomato vaccine", kako se popularno zove cjepivo „upucano" u rajčicu. U pitanju je utvrđivanje prave doze koja se mora konzumirati da bi cjepivo bilo pouzdano! Kritičari kažu da je to i najteže pitanje na koje će se dati odgovori u idućem razdoblju. No, dr. Korban vjeruje da doziranje cjepiva nije problem. Istina, tako oplemenjen krumpir neće se prodavati u svakoj "piljarnici", ali ga neće biti ni u ljekarni. Vjerojatno će se prodavati na posebnim prodajnim mjestima, gdje će kupce savjetovati posebno educirano osoblje, i uz posebnu cijenu koja će ipak biti daleko ispod cijene tradicionalnog cjepiva.

Koja je važnost i budućnost jestivih cjepiva?

Da bi se bolje razumjela suština „tomato vaccine“ valja reći kako klasična cjepiva „rastu“ u ogromnim fermentorima ili na stanicama živih organizama kao što su kokošja jaja, a potom prolaze više faza od kojih je najvažnija purifikacija kako bi cjepivo postalo prihvatljivo za injektiranje u ljudsko tijelo. Da bi bilo dugotrajno, cjepivo se pakira u bočice te se mora držati na rashlađenom mjestu. Jasno, takva produkcija zahtijeva skupocjenu i prilično glomaznu opremu, zbog čega su klasična cjepiva skupa. Suprotno tome, jestivo cjepivo raste vrlo jeftino, u rajčici, i ne zahtijeva nikakvo hlađenje. Umjesto troškova za injekcije, sterilne igle i tehničko osoblje za aplikaciju, ljudi rajčicu konzumiraju sami. Sad se radi na tome da se iz GM-rajčice i jabuke cijedi sok koji bi doslovce bio cjepivo koje bi se moglo popiti!

Dr. Korban je velik optimist i tvrdi da nas od cjepiva u obliku soka dijeli tek nekoliko godina. On kaže: »Mi ne liječimo, već preveniramo bolest pa ne pretendiramo na to da naše sredstvo dobije tretman lijeka. Tko popije naše cjepivo protiv E.coli, nikad neće dobiti opasno otrovanje ako se, primjerice, u odresku nađe infekcija sasvim uobičajena u SAD-u. Neće biti nikakav problem spriječiti infektivni proljev dojenčadi kao i brojne druge bolesti, a sasvim je izvjesno da će se dobivati i kombinirana cjepiva protiv nekih bolesti«. Dr. Korban kaže da su znanstvenici umorni od izrade klasičnih cjepiva za svaku pojedinu bolest ljudi i domaćih životinja. To je preskupo i presloženo. Genetska modifikacija pomogla je da se proces bitno skrati i izmijeni. Kombinacija agrikulture i medicine mnogima izgleda nemoguća misija, ali po svemu izgleda da će baš ona dati rezultate. Tako je nastao i izraz „uzgoj u biljkama“ ili „biofarming“, a označava postupak pri kojemu se u rajčicu unose posebno označeni geni koji će inficirati stanice rajčice i pobuditi ih na produkciju antitijela. Nacijepljena biljka uzgaja se prvo na pločama, a kad naraste, prenosi se u staklenu teglu. Rast se nastavlja vrlo brzo pa se blizu kraja zrelosti prenosi u staklenik. Gotovi zreli plodovi koriste se kao visokovrijedan materijal za cijepljenje, zasad samo u laboratorijima, ali uskoro i izvan.

Protivnici jestivog cjepiva bit će jake farmaceutske tvrtke. Tzv. cijepljenje sokom („juice vaccination“) potpuno onemogućuje rizik kontaminacije, što je dosad bio velik problem kod klasičnog cjepiva. Uzgoj cjepiva u biljkama sigurniji je od uzgoja na živim stanicama jer patogeni uzročnici i virusi iz bilja ne prelaze na čovjeka. Kod uzgoja na živim stanicama uvijek postoji rizik, a CJD je lijep primjer kako cjepivo takve vrste može biti problematično.Razvoj „tomato vaccinea“ traje pune 4 godine, a svi pokusi na miševima dali su izvrsne rezultate. Prije 2 godine je dr. Korban napravio pokuse na štakorima koji su na ljestvici razvoja korak dalje - opet vrlo uspješno. Štakori su bili hranjeni nacijepljenom rajčicom u pet intervala za vrijeme od 30 dana,a zatim se u njih injektirao smrtonosan RSV virus.Preko 90% štakora pokazalo je puni imunitet u odnosu na virus. Nakon pokusa uzgojene su tri generacije rajčice s dodanim cjepivom i ništa se nije promijenilo. Iako rajčica pokazuje visoku „produktivnost“, pokusi s jabukama pokazali su zanimljiv fenomen; nekoliko generacija inficiranih jabuka i proizvodile su cjepivo i pokazivale su uvijek isti antigeni potencijal dok antigena sposobnost rajčice može oscilirati. Stoga se očekuje da bi sok od jabuka mogao biti i popularnije cjepivo od rajčice. Najveći protivnici jestivog cjepiva nesumnjivo će biti velike farmaceutske tvrtke koje proizvode klasična cjepiva.. Bilo kako bilo, produkcija cjepiva ulazi u novu razvojnu fazu koja obećava manje problema proizvodnji i lakše prihvaćanje od korisnika

Literatura

Arntzen CJ. Pharmaceutical foodstuffs-oral immunization with transgenic plants. Nature Medicine (vaccine supplement) 1998;4(5):502-03.

Haq TA, Mason HS, Clements JD, and Arntzen CJ. Oral immunization with a recombinant bacterial antigen produced in transgenic plants. Science 1995;268:714-16.

Mason HS, Haq TA, Clements JD, and Arntzen CJ. Edible vaccine protects mice against E. coli heat-labile enterotoxin (LT): potatoes expressing a synthetic LT-B gene. Vaccine, In Press.

Tacket CO, Mason HS, Losonsky G, Clements JD, Levine MM and Arntzen CJ. Immunogenicity in humans of a recombinant bacterial antigen delivered in a transgenic potato. Nature Medicine 1998;4(5):607-09.