Organism on võimeline haigustekitaja “meelde jätma” ning hilisema kokkupuute korral kiirelt ja tõhusalt hävitama. Seda teevad haigustekitaja vastased spetsiifilised valgud, mida nimetatakse antikehadeks, ning teatud tüüpi immuunrakud (T-lümfotsüüdid).

Mõlemad tekivad haiguse läbipõdemise käigus või vaktsiini abil. Vaktsiinis olevat nõrgestatud või surmatud haigustekitajat või selle osa nimetatakse antigeeniks.

Palju aastakümneid on olnud kasutusel vaktsiinid, mis sisaldavad nõrgestatud või surmatud haigustekitajat või mõnda nende “kehaosa” ehk komponenti ja tänu neile on mõni nakkushaigus, näiteks rõuged, maailmast kadunud.

Kuid COVID-19 vaktsiinide arenduses on edukamaks osutunud hoopis uut tüüpi, nukleiinhapetel (DNA ja mRNA) põhinevad vaktsiinid. Nendega antakse organismile juhtnöörid, kuidas antigeen – enamasti koroonaviiruse kurikuulus ogavalk – ise valmis teha.

Vaktsiinis olev nukleiinhape peab jõudma raku sisse

Vaktsiini manustamine toimub enamasti süstina. Edasi on nukleiinhapetel põhinevate vaktsiinide puhul vaja kehavõõras DNA või mRNA toimetada raku sisse, kus toimub antigeeni sünteesimine.

DNA ja mRNA pole aga oma molekuli eripärade tõttu iseseisvalt võimelised rakku liikuma, sest rakk kontrollib, mida ta sisse lubab ja mida mitte. DNA ja RNA üldjuhul sisse ei pääse. Seega tuleb saadetis maskeerida ning sel viisil pääseda sihtkohta, kuhu ligipääs on muidu raskendatud.

Teame juba, et Pfizeri/BioNTechi ja Moderna mRNA vaktsiinide puhul on transportijana kasutatud lipiidset nanoosakest. Mitme DNA-põhise vaktsiiniarenduse puhul pakitakse koroonaviiruse valku kodeeriv DNA adenoviirusesse.

Viirustel on loomupärane oskus toimida n-ö Trooja hobusena ja oma pärilikkusaine peremeesrakku sisestada. Rakutranspordiks kasutatavaid viiruseid nimetatakse biotehnoloogias viirusvektoriteks.

Adenoviirused, mis enamasti põhjustavad tavalist nn külmetushaigust, on osutunud  heaks molekulaarseks tööriistaks, kuna:

• adenoviiruse enda DNA saab asendada huvipakkuva pärilikkusainega,
• adenoviirus ei lülita ennast meie rakkude DNA koostisesse.

Adenoviiruspõhistes COVID-19 vaktsiinides on adenoviiruse kesta sisse pakitud koroonaviiruse antigeeni kodeeriv DNA ja soovitud Trooja hobune ongi valmis – kest on adenoviiruse ning sisu koroonaviiruse oma.

Lisaks muudetakse adenoviirus paljunemisvõimetuks, et tema ülesanded piirduks üksnes rakku sisenemisega, aga mitte seal paljunemisega.

Kui organism on adenoviirusega juba kokku puutunud

Varasemast on teada, et adenoviiruspõhiste ravimite tõhusust võib mõjutada ka immuunsus adenoviiruse enda suhtes (Coughlan, L., 2020).

Seda kinnitavad ka 2020. aastal COVID-19 vaktsiinidega tehtud kliinilised uuringud.

Pärast viirusvektoriga vaktsiini saamist tekivad küll antikehad koroonaviiruse valgu vastu, aga ka transpordivahendi ehk adenoviiruse kesta suhtes. See tähendab, et kui manustatakse teine vaktsiiniannus, hakkavad esimese vaktsineerimiskorra järel tekkinud adenoviiruse vastased antikehad viirust kiirelt hävitama.

Piltlikult võib seda ette kujutada olukorrana, kus Trooja linna kaitsjad hävitavad värava taha veeretatud kahtlase hobuse juba aegsasti, sest kaitsjatel on taoliste “kingitustega” varasem kogemus.

Ühe lahendusena kasutatakse vaktsiiniarendustes vektoritena adenoviiruse tüvesid, mis ei tekita väga tugevat immuunvastust. See tähendab, et esimese vaktsiinisüsti järel tekkiv antikehade hulk on väike ja see võimaldab ka teise süstiga saadud vaktsiiniannusel vajalikul määral toimida.

Samuti võib juhtuda, et vaktsiinis kasutatava adenoviiruse tüvega on inimene juba enne vaktsineerimist kokku puutunud ning tema organismis on viirustüve vastu antikehad. Antikehad hävitaksid sel juhul vaktsiinis oleva viirusvektori ning vaktsiini tõhusus kannataks. Et seda probleemi vältida, on AstraZeneca ja Oxfordi ülikool kasutanud oma arendatavas vaktsiinis šimpansi adenoviirust, sest väga suure tõenäosusega pole inimene šimpansi viirustüvega kokku puutunud.

Viirusvektoriga vaktsiine on katsetusjärgus veelgi

Viirusvektoriga vaktsiine on lisaks AstraZenecale arendamas veel mitu biotehnoloogiaettevõtet.

Kõige kaugemale on uuringutes jõudnud Janssen Pharmaceutica NV, Venemaa Gamaleya uurimisinstituut (vaktsiin Sputnik V) ja Hiina firma CanSino.

Viirusvektorit kasutavad vaktsiinid on pandeemia lõpetamiseks väga oodatud, sest neid on võimalik toota suhteliselt kiiresti ja suures koguses ning säilitamiseks piisab tavalisest külmkapitemperatuurist.