Tartu ülikooli teadlased lõid 53 päevaga 4 Zika vaktsiinikandidaati. Põhjalik reportaaž laboriseinte vahelt ({{commentsTotal}})

{{1471238229000 | amCalendar}}
Veebruaris hoiti selles Tartu ülikooli viroloogialabori külmikus ohtlikku Chikungunya viirust. Täna ootavad siin katsetusi juba ka sünteetilised Zika viirused ja ligi 10 selle vastast vaktsiinikandidaati. Fotol Barcelonast Eestisse tulnud viroloog Gemma P
Veebruaris hoiti selles Tartu ülikooli viroloogialabori külmikus ohtlikku Chikungunya viirust. Täna ootavad siin katsetusi juba ka sünteetilised Zika viirused ja ligi 10 selle vastast vaktsiinikandidaati. Fotol Barcelonast Eestisse tulnud viroloog Gemma P Autor/allikas: Andres Tennus

Selle aasta veebruaris, kui Tartu ülikooli teadlased said rektori reservfondist ja tehnoloogiainstituudist 60 000 eurot, et Zika viiruse vastaseid vaktsiinikanditaate looma hakata, Maarjamõisa välja viroloogialaborites Zika viirust veel ei olnud. Ei olnud isegi kavatsust seda osta. “See oleks väga ebapraktiline,” sõnas professor Andres Merits toona. “Me teeme selle ise! Nii on lihtsam ja odavam.”

Ja nad tegidki. Tellisid Zika genoomijupid ja panid sellest kokku sünteetilised viiruse variandid nagu lapsed Legodest mudelautosid.

“Tegelikult me puterdasime ka, sest tahtsime seda teha väga kiiresti ja hästi,” täpsustab Tartu ülikooli rakendusviroloogia professor Andres Merits. “Sünteetilise viiruse tegemiseks peab aga teadma selle täpset geneetilist järjestust – tollel ajal oli meil teada sellest 99 protsenti, aga 1 protsent, täpsemalt genoomi otsad, veel ei olnud. Me pidime oletama, millised on 15 esimest nukleotiidi ja siin oletasime õigesti. Seejärel pidime oletama, millised on viimased 100 nukleotiidi ja see läks meil esialgu mööda: õige järjestuse ilmumise järel pidime selles osas tegema kuus parandust.”

Ent enamiku vaktsiinikandidaatide tegemist viiruse genoomi otsad ei mõjuta, sest neis kasutatakse vaid valke kodeerivaid alasid, mis olid teadlastele juba teada. Nii said esimesed Zika viiruse vastased vaktsiinikandidaadid valmis isegi kiiremini kui lubatud – kahe kuu asemel kulus neil nelja esimese kandidaadi loomiseks vaid 53 päeva. Tänaseks on valmis või valmimas juba kümme kandidaati.

Ent kuidas ikkagi Zika vaktsiinikandidaadid loodi, mida selleks tehti?

Merits kordab veelkord, et vaktsiinikandidaate teha on lihtne: “Selles mõttes on Zika vastased vaktsiinikandidaadid naljanumber. Senikaua kui sa tead, mida teed, on üsna ükskõik, kuidas sa neid täpselt teed: need kõik töötavad ja seda me arvasime algusest peale.”

Merits ütleb, et kuigi tema loodud kümnest kandidaadist pole ühtegi veel katsetatud, ei näe ta ühtegi põhjust, miks need ei peaks töötama. Nende loomisel kasutas ta neljast üldisest vaktsiiniloomise põhimõttest kahte: nõrgestatud viirust ja kimäärset viirust. Seda põhjusel, et ainult need kaks lähenemist on võimaldanud saada vaktsiine, mis tekitavad püsiva immuunkaitse üheainsa vaktsineerimisega.

Kuid läheme ajas tagasi. Veebruar 2016, Tartu ülikooli tehnoloogiainstituut.

Zika on meedias kuum teema. Äsja on tulnud ka teade, et Tartu ülikool panustab viirusevastasesse võitlusse ja hakkab vaktsiinikandidaate välja arendama.

“Ma näitan sulle, millised viroloogialaborid välja näevad,” juhatab Merits mind kollaste hoiatussiltidega ukseni.

“Ega siin ohtu ei ole, et ma siit mõne viiruse külge saan?”

“On ikka,” vastab Merits stoiliselt, kui olen jõudnud juba üle labori ukse piiluda, “sellepärast ma soovitan sul olla ää-äärmiselt ettevaatlik! See on ohtlike viiruste labor.”

“???”

“Siin ei tasu midagi katsuda. Kõik laminaarid on kinni, mis tähendab, et ühtegi ohtlikku asja praegu väljas ei ole, aga targem on mitte midagi puutuda. Siin tehakse tööd päris viirustega.”

“Natuke kõhe tunne on.”

“Zikat siin ei ole. Siin on Chikungunya ja see on ikka mitu kraadi hullem. Ta ei tapa, aga...,” tekib ärev vaikus, mida saadab laborimasinate summutatud kohin.

“Nii? Mis minuga juhtub, kui ma selle külge saan?”

“Hmm... halvimal juhul võib see lõppeda viie-kuue-aastase ränga liigesevaluga. Sellele eelneb paari-kolme-nädalane haiglas olek. Väga karm viirus, targem on sellega mitte kokku puutuda. Kitlita siin laboris viibida ei tohi.”

Astun labori uksepakult tagasi koridori, et mitte jalgu jääda noorele Barcelonast Eestisse tulnud juba kitlis viroloogile. Gemma võtab muretult külmikust Petri tassi viirustega nakatatud rakkudega ja istub laminaarkapi [laminaarse õhuvooluga bioohutuskapp – toim.] ette pipeteerima.

“Kas te ei karda, et võiksite mõne viirusega nakatuda?”

“No-No, please no,” vastab ta sellise asjatundmatu küsimuse peale üllatusest naerma puhkedes, “ma ei usu, et siin on ohtlikum töötada kui mõnes teises laboris.”

“Pealegi, juhul kui te just rase ei ole, eelistaksin ma igal juhul Zikat Chikungunyale. Kuigi mõlema viiruse haigussümptomid on suhteliselt sarnased – nad on alguse saanud ka samast piirkonnast ja levivad samade sääskedega – on Chikungunya tunduvalt hullem,” pistab Merits kiiresti vahele.

Barcelonast tulnud viroloog Gemma Perez Vilaro töötamas TÜ tehnoloogiainstituudis Chikungunya viirusega. “Ta on meie rahvusvaheline koostööpartner Barcelonast Pompeu Fabra ülikooli uurimisrühmast,” tutvustab Merits väliskolleegi. (Foto: Andres Tennus)

Mikroskoop viiruseid ei näita, isegi mitte pildil olev ligi pool miljonit eurot maksev optikariist, mida Andres Merits tehnoloogiainstituudi viroloogialaboris tutvustab. Viirus on selleks lihtsalt liiga väike. Küll aga on sellise aparaadiga võimalik vaadelda viiruse tegevust rakkudes. (Foto: Andres Tennus)

Mikroskoobi kastitaolises inkubaatoris on võimalik viiruseid ka kasvatada.

“Siia sisse saab tekitada CO2-atmosfääri, mille sees me rakke kasvatame. Nende kasvamist pildistatakse iga paari minuti tagant. Nii saame näha, mis 12 või 24 tunni jooksul viirusega nakatatud rakus toimub. Me ei näe viirust ennast, aga näeme viiruse tegevuse jälgi, seda mida ta rakkudes teeb,” selgitab Merits.

Kuidas te tagate, et ükski viirus siit laborist välja ei pääse?

Praegu on meil laboris niivõrd üüratult suur kogus Chikungunya viirust, et sellega võiks näiteks tervet Hiina elanikkonda nakatada. See on suurim kogus, mida me võime tekitada viirust kontsentreerimata – see tähendab loomuliku infektsiooni tulemusena saadud viiruse proovi esialgsest kangemaks muutmata.

Viiruse proov, mille me infektsiooni käigus saame, on vedelik, milles on iga milliliitri kohta 100 miljonit viiruse osakest. Kui sellest eemaldada 99 protsenti veest ja muust sodist (seda kontsentreerimine tähendab) võib saada preparaate, kus on 10 miljardit viiruse osakest milliliitri kohta.

Kontsentreerida me aga ei tohi, sest see viiks viiruse kontsentratsiooni ohtlikult kõrgele ja nii mõnegi eksperdi arvates oleks sealt biorelva tegemiseni puudu veel vaid paar sammu.

Miks ma seda viirust eriti ei karda? Põhjus on väga lihtne, see viirus levib putukate kaudu, aga siin toas ei ole ühtegi putukat, mis seda edasi võiks viia.

Te võite seda endale käe peale valada ja teiega ei juhtu midagi, pesete käed puhtaks. Ainus võimalus selle viirusega nakatuda on see, et teadlane teeb rumala vea ja süstib seda endale kogemata sisse. Zika viirusega on täpselt sama lugu.

Praegu on Zika teise kategooria patogeen, mis tähendab, et selle käsitlemisel ei pea rakendama mingisuguseid kõrgema ohu meetmeid. Zikaga võib “mängida” isegi tavalises teise ohutusklassi laboris, sest ainus võimalus sellega laboris nakatuda, nagu ma juba ütlesin, on seda endale verre süstides. Selle eest ei kaitse aga ka kolmas ega neljas ohutusklass. Sellisel juhul poleks lihtsalt vahet, kas sa kannad skafandrit või ei kanna.

Ninna ei tohiks need viirused siiski sattuda. Ninas on hingamisnärvid ja sealtkaudu võivad ajju jõuda peaaegu kõik viirused. Sellepärast ei ole selle sissehingamine hea mõte.

Ksujuures, maailmas on jõudnud ainult neli Chikungunya vaktsiinikandidaati kliiniliste katsetusteni. Neist ühe loomisel osales koos kuue teise rahvusvahelise laboriga ka Tartu ülikooli meeskond.

Lisaks on Andres Merits ja Mart Ustav kokku pannud ka sünteetilised Ebola viiruse antigeene tootvad ekspressioonisüsteemid ning isoleerinud ja tootnud nende abil antikehad, mis potentsiaalselt sobivad viirusega nakatunud inimeste raviks. Praegu ootab eestlaste Ebola vaktsiinikandidaat koos teiste sarnastega kliinilisi katsetusi.

August, 2016.

Tegelikult ei usu Andres Merits, et Ebola ja Chikungunya vaktsiinikandidaate kunagi vaktsiinideks arendama hakatakse.

Niisamuti ei usu Merits ka seda, et maailm jõuab kunagi Zika viiruse vastase vaktsiini kasutuselevõtmiseni. Seda hoolimata tema veendumusest, et maailm on suurepäraseid Zika vaktsiinikandidaate tänaseks täis.

“Teadlased ei blufi, need kõik töötavad, kuid päris vaktsiinini ei jõuta põhjusel, et see oleks neetult kallis ja väikese kasuteguriga.”

Isegi, kui see nii on, ei tähenda see seda, et teadlaste töö oleks kasutu. Vaktsiinikandidaadid on olulised tööriistad viirusevastase kaitse uurimisel, samuti ka viirus-infektsiooniga kaasneva patogeneesi uurimisel.

“Oluline on ka saadud kogemus – nii positiivne kui ka negatiivne. Järgmine “uus viirus“, mille ilmumine on ainult aja küsimus, ei pruugi sugugi olla nii leebe, nagu seda on Zika. Siis võib käivituda tõeline võidujooks ajaga ja igasugused teadmised kuluvad ära,” nendib Merits.

Praeguseks on Tartu ülikooli tehnoloogiainstituut leidnud siin loodud kümne Zika-vastase vaktsiinikandidaadi testimiseks sobivad hiirmudelid ja koostööpartneri, kelleks on Austraalias Gold Coastis asuv Griffithi ülikool. Seal teeb järeldoktorantuuri ka Tartus sünteetilisi Zika viirusi konstrueerinud noorteadlane Margit Musto. Parimal juhul tahetakse juba kuu aja pärast Eestist Austraaliasse saata ka nende vaktsiinikandidaatide järjestusi sisaldavad DNA koopiad.

“Vaktsiinikandidaatide katsetused on austraallastega juba kokku lepitud. Kuidas see kõik läheb, sõltub muidugi rohkem neist kui meist, sest peale vaktsiinikandidaatide pole meil võimalik rohkem panustada,” sõnab Merits.

Kui Merits ja Ustav veebruaris Zikaga tegelema hakkasid, oli nende esmane eesmärk teha mõned vaktsiinikandidaadid ja head tööriistad nende arendamiseks – need lubadused on täidetud.

Isegi kaks nii-öelda helendavate lipukestega viiruse genoomi, mis aitavad vaktsiinide tõhusust hinnata ja on olulised tööriistad uurimaks viiruse käitumist organismis, on valmis. Laiem koostöö käib või on peagi algamas mitme rahvusvahelise rühmaga.

“Zika viiruse seoseid immunoloogiaga plaanime uurima hakata koos Singapuri teadlastega, kes on väga palju vaeva näinud viirusinfektsiooni loommudelite arendamisega ning kes meie käest soovivad saada just neid niinimetatud lipukestega ehk jaanimardikakombel valgust kiirgavaid või meduuside kombel fluorestseeruvaid viiruseid.

Zika viirust mõjutavate ainete ehk antiviraalide otsingul töötame koos Hispaania teadlastega ja soovime seda peagi teha ka koos Brasiilia ning Prantsusmaa töörühmadega. Me ei usu, et Zika-vastane ravim kunagi turule tuleb – arvestades seda, et 80 protsenti või enam nakatunutest põeb Zika infektsiooni läbi ilma sümptomiteta, on sellise ravimi kasutamist üsna raske ette kujutada. Küll aga on antiviraalid – viiruse infektsiooni inhibeerivad ained – asendamatu tööriist viiruste infektsiooni protsessi uurimisel.

Lisaks oleme inglastega kavandanud ühe väga olulise suuna, milleks on vektorülekanne. See on Zika-sarnaste viiruste kõige haavatavam punkt – nad kõik kanduvad edasi putukate kaudu. Tahame väga täpselt teada, kuidas putukad nakatuvad ja viirust edasi kannavad ning kuidas seda masinavärki oleks võimalik takistada.”

Üldiselt on Andres Merits veendunud, et kuigi maailm on tänaseks täis suurepäraseid Zika-vastaseid vaktsiinikandidaate, ei ole tõenäoline, et nendega minnakse välja litsentseeritud vaktsiinini, kuna selle järgi puudub reaalne vajadus ja veel rohkem jääb vajaka võimekusest selle kasutamiseks.

Samas ei ole tema arvates põhjendatud arvamus, et Zika on meedias paisutatud probleem, mis on saanud ebaproportsionaalselt palju tähelepanu. "Õigem on öelda, et tõelised ja palju olulisemad probleemid on saanud ebaproportsionaalselt vähe tähelepanu. Zika viirusega, nagu ka paljude teistega, tuleb tegeleda, sest kui seda ei tehta võib viirus kiiresti muutuda väga tõsiseks probleemiks. Nii juhtus maailmas Dengue viirusega ja, kellele on vaja kodust näidet, Eestis HIV-ga. Hind, mida tegemata töö eest hiljem maksta tuleb, võib osutuda (sh ka rahaliselt) ebameeldivalt kõrgeks."

Kolmanda kursuse tudeng Anni Noorem analüüsimas tehnoloogiainstituudis Ross Riveri viirusega nakatatud rakuplaati. Viirus ja viirusega nakatunud rakud on siin tapetud ning kogu materjal inaktiveeritud ehk pole enam nakatusohtlik. (Foto: Andres Tennus)

Ross Riveri viirus tekitab inimestel sarnaseid vaevusi nagu Zika ja Chikungunya: raskekujuline liigesevalu, lööve, kerge palavik. Levib samuti sääskedega ent selle päris peremees on üsna suure tõenäosusega känguru. Austraallased ütlevad, et neil on umbes 10 000 haigusjuhtu aastas.

Ross Riveri, Chikungunya ja Semliki metsa viiruse põhjal pani Andres Meritsa töörühm kokku ka kaheksa kümnest Zika-vastasest vaktsiinikandidaadist.

Klõpsa slaididel, et kuulda professor Andres Meritsa kommentaari.

Kas teadsid, et...?

Zika viirus on üheahelaline RNA-viirus, millel on kaks geneetilist varianti: Aafrika ja Aasia. Hiljutiste Zika viirushaiguste põhjustaja on viiruse Aasia liin.

Zika viiruse esimene teadaolev kandja oli tõenäoliselt Ugandas paiknevas Zika metsas puuri asetatud reesusmakaak (Macaca mulatta). Rhesus 766 viidi laborisse ja tema seerumit inokuleeriti intratserebraalselt hiirtesse – kümne päeva möödudes haigestusid ka nemad; nende peaajust eraldati nakkuslik element, mis nimetati Zika viiruseks. 1948. aastal eraldati ZIKV ka samas metsas elavatelt Aedes africanus moskiitodelt. Seroloogilised uuringud näitasid, et viirus võib nakatada ka inimesi.

Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) tunnistas 1. veebruaril 2016 Zika-viirusnakkuse leviku rahvusvahelise tähtsusega rahvatervise hädaolukorraks. Põhjuseks sääskede poolt levitatava Zika-viirusnakkuse ulatuslik levik Kesk- ja Lõuna-Ameerikas ning selle viiruse poolt põhjustatud võimalikud lootekahjustused – mikrotsefaalia, muud närvisüsteemi väärarengud ning halvatusega lõppeda võiv Guillain-Barré sündroom.

Kohe pärast seda alustati Tartu ülikoolis ka Zika-vastaste vaktsiinikandidaatide ning selleks vajalike tööriistade loomisega.



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: