POWSTAŁA SKUTECZNA SZCZEPIONKA NA ASF

Badaczom z USA za pomocą usunięcia jednego, nie opisanego wcześniej genu wirusa ASF udało się utworzyć szczepionkę w pełni chroniącą świnie przed zachorowaniem na ASF, równocześnie nie powodującą u zwierząt objawów czy rozsiewania wirusa do środowiska.

Liczne próby, różne podejścia

Obecnie nie istnieje dostępna w handlu szczepionka przeciwko afrykańskiemu pomorowi świń. Choroba w dalszym ciągu dewastuje przemysł trzody chlewnej w gospodarstwach od Europy Środkowej aż po Azję Wschodnią. Najnowsze, przełomowe odkrycie zespołu naukowców z USA przynosi jednak realną perspektywę zatrzymania tej epidemii. 

Próby utworzenia skutecznej szczepionki na ASF były i są podejmowane na całym świecie w licznych placówkach naukowych. Badacze mają w nich często odmienne podejścia do tego jak wykorzystać wirusa w celu wywołania odporności poszczepiennej.

Pojawiały się już pomysły szczepienia zwierząt za pomocą ekstraktów zainfekowanych komórek świni, utrwalonych lub inaktywowanych na różne sposoby, czy za pomocą wyizolowanego, oczyszczonego i inaktywowanego materiału genetycznego ASF. Tego typu szczepionki ponosiły jednak zupełną klęskę lub nie wywoływały pełnej ochrony w organizmie szczepionych zwierząt.

Niektórzy naukowcy próbowali szczepić zwierzęta zmodyfikowanymi, atenuowanymi (osłabionymi) szczepami ASF, w których unieczynniano jeden lub kilka genów. Odnosili tutaj większe sukcesy, jednak utworzone przez nich szczepionki w dalszym ciągu nie eliminowały całkowicie choroby – zaszczepione zwierzęta unikały groźnej postaci ASF, jednak mogły w dalszym ciągu wykazywać łagodne objawy ASF i rozsiewać wirusa do środowiska, zagrażając zdrowiu innych zwierząt.

Nie była to dobra opcja w sytuacji, gdy chcemy rzeczywiście zatrzymać utrzymywanie i rozprzestrzenianie się choroby.

Przebiegły wirus

Sytuacja wydawała się niezwykle skomplikowana i niemożliwa do przeskoczenia – wirus ASF w bardzo specyficzny sposób oddziałuje bowiem na odpowiedź odpornościową w organizmie świń i dzików.

Eksperci tłumaczyli, że aby wywołać odporność, wirus wykorzystany w szczepionce musi zachowywać pewną aktywność i namnażać się w komórkach zwierząt – co z kolei w podejmowanych eksperymentach oznaczało rozwinięcie łagodnych objawów oraz rozsiewanie wirusa do środowiska.

Od dawna już bowiem obserwowano, że niektóre zwierzęta w terenie, którym udało się przeżyć ostrą infekcję wirusową, wykształcają długotrwałą odporność na chorobę – a przynajmniej na ten sam szczep wirusa ASF, który wcześniej wywołał zakażenie.

Podobne wnioski wyciągnięto z eksperymentów, gdzie świnie zakażano szczepami ASF o umiarkowanej zjadliwości lub celowo osłabionych, jednak nadal żywych. Taka odporność nie zdaje się jednak na wiele, gdy naszym celem jest całowite wyeliminowanie rozsiewania choroby.

Pomimo, że pierwsze próby ich utworzenia nie były idealne, opcja szczepionek z modyfikowanymi genetycznie, atenuowanymi szczepami ASF niosła największą nadzieję na rzeczywiście skuteczny preparat.

Najnowsze odkrycie naukowców z USA to potwierdza. Za pomocą usunięcia jednego, nieopisanego wcześniej genu wirusa ASF – oznaczonego skrótem II177L – udało im się stworzyć szczepionkę w pełni chroniącą świnie przed zachorowaniem na ASF, równocześnie nie powodującą u zwierząt objawów czy rozsiewania wirusa do środowiska.

Warto jednak zaznaczyć, że szczepionka chroni przed zachorowaniem na szczep europejski wirusa ASF, po raz pierwszy wyizolowany w Gruzji na początku epidemii, i stąd nazwany ASFV Georgia (ASFV-G). Prawdopodobnie w przypadku wirusa ASF nie istnieje odporność krzyżowa – która chroniłaby przed zachorowaniem na różne szczepy.

Czy szczepionka jest bezpieczna?

Eksperymenty na zwierzętach przeprowadzono w spełniających ścisłe zasady biobezpieczeństwa obiektach dla zwierząt w Plum Island Animal Disease Center w Nowym Jorku.

Dwie grupy świń (liczące po 5 osobników) zaszczepiono domięśniowo różnymi wersjami wirusa ASF. Jedna z nich otrzymała niezmieniony w żaden sposób zjadliwy szczep terenowy ASF. Drugiej z nich podano osłabiony szczep wirusa, z którego DNA usunięto wspomniany gen II177L.

Zwierzęta pilnie obserwowano pod kątem ewentualnych objawów. Zmierzono również poziom wirusa w ich krwi i tkankach.

Wszystkie świnie, które zakażone zostały terenową wersją wirusa w ciągu killu dni rozwinęły ostre objawy zakażenia, takie jak wysoka gorączka, chudnięcie, sine plamy na ciele i biegunka. Chore zwierzęta padły lub zostały poddane eutanazji w ciągu 7 dni od zainfekowania wirusem terenowym.

Żadna ze świń, która została zaszczepiona zmodyfikowanym szczepem wirusa nie rozwinęła jakichkolwiek objawów choroby. Zwierzęta pozostawały klinicznie zdrowe przez cały, 28-dniowy okres obserwacji.

Badanie krwi wykazało bardzo wysoki i wzrastający wraz z postępem choroby poziom wirusa we krwi świń zakażonych terenowym szczepem ASF. U świń zaszczepionych zmodyfikowanym szczepem znaleziono bardzo niski poziom wirusa we krwi.

Aby sprawdzić, czy zaszczepione świnie mogą być źródłem infekcji dla innych przeprowadzili kolejny eksperyment, w którym zdrowe i niezaszczepione świnie mieszano z grupą zaszczepionych świń. W trakcie 28-dniowego okresu obserwacyjnego nie znaleziono objawów u żadnego zwierzęcia.

Świnie zaszczepione zmodyfikowaną wersją wirusa nie rozsiewały i nie powodowały choroby u innych zwierząt.

Czy szczepionka naprawdę działa?

Kolejnym, kluczowym etapem eksperymentu było sprawdzenie, czy proponowana szczepionka faktycznie chroni zwierzęta przed terenową wersją wirusa ASF. W tym celu kilka grup świń zaszczepionych wcześniej zmodyfikowaną wersją ASF zakażano za pomocą iniekcji domięśniowej terenową, wysoce zjadliwą wersją wirusa ASF.

Świnie okazały się w pełni odporne na terenowego wirusa. Przez 21-dniowy okres obserwacji nie znaleziono u nich żadnych objawów choroby.

Co również istotne, poziom wirusa w ich krwi był bardzo niski i zanikał do zera po 21 dniach. Podobne wnioski wyciągnięto z badania tkanek pod kątem obecności wirusa. Sugeruje to, że szczepionka obniża lub całkowicie eliminuje namnażanie się wirusa w organizmie.

Nowa szczepionka zapewnia pełną, skuteczną ochronę przed zachorowaniem na ASF. Naukowcy podjęli kilka prób i podawali ją zwierzętom w różnych dawkach. Nawet bardzo wysokie stężenia szczepionkowego ASF pozostawały bezpieczne dla zdrowia zwierząt.

Niezwykłe odkrycie przynosi nadzieję

Badacze uważają, że obserwowany efekt osłabienia wirusa przez usunięcie genu I177L jest niezwykłym odkryciem, ponieważ nie powiązali swojej modyfikacji z usunięciem jakichkolwiek innych genów, które osłabiały wirusa ASF w poprzednich badaniach.

Ich zdaniem obserwowane zjawisko wskazuje na to, że zjadliwość wirusa ASF wynika ze współdziałania kilku genów, swoistej reakcji łańcuchowej – którą udaje się uniemożliwić usuwając tylko jeden, właściwy gen.

Być może już wkrótce doczekamy się preparatu zawierający wspomniany szczep, który pozwoli zatrzymać epidemię ASF. Przedtem z pewnością czeka go jednak jeszcze kilka badań, w pełni potwierdzających jego skuteczność i bezpieczeństwo.

Na podstawie:

Borca, M. V., Ramirez-Medina, E., Silva, E., Vuono, E., Rai, A., Pruitt, S., … & Gladue, D. P. (2020). Development of a highly effective African swine fever virus vaccine by deletion of the I177L gene results in sterile immunity against the current epidemic Eurasia strain. Journal of Virology.

Autor: Martyna Frątczak

Martyna Frątczak, studentka Weterynarii, zainteresowana szeregiem zagadnień związanych z medycyną zwierząt, ekologią i epidemiologią. Pasjonatka literatury pięknej i popularnonaukowej. W przyszłości chciałaby połączyć pracę lekarza weterynarii z prowadzeniem badań naukowych.