Mies suojautuu lepakolta

Viruksilla pandemioita vastaan

Tutkijat aikovat torjua virusten aiheuttamia pandemioita levittämällä eläimiin toisia viruksia. Niiden on määrä tehdä eläimet immuuneiksi ja estää niitä levittämästä ihmisiin tarttuvia tauteja.

Tutkijat aikovat torjua virusten aiheuttamia pandemioita levittämällä eläimiin toisia viruksia. Niiden on määrä tehdä eläimet immuuneiksi ja estää niitä levittämästä ihmisiin tarttuvia tauteja.

Shutterstock

Espanjalaisella Isla del Airen saarella tehtiin reilut 20 vuotta sitten uraauurtava lääketieteellinen koe. Tutkija José Manuel Sánchez-Vizcaíono kollegoineen otti kiinni 147 villikaniinia ja asensi niihin mikrosirun, jolla niitä voidaan seurata.

Sen jälkeen puolet kaniineista rokotettiin kahta virussairautta vastaan. Sitten sekä rokotetut että rokottamattomat kaniinit päästettiin takaisin luontoon.

Myöhemmin ilmeni, että myös rokottamattomista kaniineista 56 prosenttia oli tullut immuuneiksi sairauksille. Rokotteissa oli käytetty vaikuttavina aineina viruksia, jotka oli tarttuneet rokotetuista kaniineista myös rokottamattomiin kaniineihin.

Vaikka koe onnistui, tutkijat eivät saaneet lääketeollisuutta innostumaan ajatuksesta. Menetelmä, jossa rokotetaan vain osa populaatiosta ja annetaan rokotteen vaikuttavan aineen levitä virustartuntana, vaikutti ilmeisesti liian epävarmalta ja riskialttiilta.

Nyt vuoden 1999 kokeen tulokset ovat alkaneet kiinnostaa.

Isla del Aire

Vuonna 1999 Isla del Airen saarella Espanjassa tehty koe osoitti rokote voi levitä itsestään niin kuin virus.

© Ed Holt/Imageselect

Koronapandemian jälkeen tutkitaan kaikkia keinoja, joilla tulevia pandemioita voidaan torjua, myös tarttuvien virusten käyttöä rokotteina.

Tarttuviin rokotteisiin liittyy kuitenkin edelleen riskejä. Osa tutkijoita pelkää, että rokotteen virukset lähtevät leviämään hallitsemattomasti.

Niin on jo tapahtunut.

Epidemiat vaanivat

Rokotteet ovat ihmiskunnan historian ehdottomasti tehokkain suoja virusten aiheuttamia tauteja vastaan. Esimerkiksi isorokko hävitettiin maailmanlaajuisen rokotusohjelman avulla. Myös polio, joka pitkään aiheutti tuhansien lasten halvaantumisen ja kuoleman joka vuosi, on lähes kadonnut.

Rokotteiden perustoimintatapa on pysynyt samana 1700-luvulta asti. Elimistö altistetaan pienille määrille vasta-aineita – sairauden aiheuttaman viruksen proteiineja – jotka opettavat immuunijärjestelmän tuottamaan vasta-ainetta itse virusta vastaan. Näin elimistö on valmiudessa, kun se kohtaa viruksen.

Rokotteiden menestyksestä huolimatta viruksilla on edelleen yksi iso etu puolellaan: ne leviävät paljon nopeammin kuin rokotteet.

Rokotteita tarvitaan miljoonittain. Niiden valmistus, jakelu ja pistäminen on kallista ja aikaa vievää.

12 biljoonaa euroa. Niin paljon koronapandemia on maksanut vuoteen 2024 mennessä. Kansainvälinen valuuttarahasto

Toisaalta ihmisten rokottaminen on vain osa taistelua pandemioita vastaan. Useimmat pandemiat aiheutuvat viruksista, jotka tarttuvat eläimistä ihmisiin.

Yhdysvaltojen tartuntatautiviranomaisen Centers for Disease Control and Preventionin mukaan 60 prosenttia kaikista ihmisten tarttuvista taudeista on lähtöisin eläimistä. Muun muassa ebolan, HIV:n, vesikauhun ja koronataudin aiheuttajat ovat peräisin eläimistä.

Vakavien epidemioiden riskiä voitaisiin vähentää huomattavasti, jos pystyttäisiin vaikuttamaan virusten leviämiseen eläinten keskuudessa.

Eläinten rokottaminen on kuitenkin vielä vaikeampaa kuin ihmisten. Nykymenetelmillä se tarkoittaisi jokaisen yksilön kiinni ottamista erikseen. Se on käytännössä mahdotonta.

Siksi osa tutkijoista on alkanut tarkastella vuoden 1999 espanjalaiskoetta uusin silmin. Tavoitteena on käyttää rokotteena viruksia, jotka tarttuvat eläimestä toiseen.

Jos tarttuvat rokotteet leviävät suurimpaan osaan eläimistä, sairauksia aiheuttavien virusten leviäminen ihmiseen voidaan ehkäistä kokonaan.

Iso on kysymys on kuitenkin, tiedetäänkö varmasti, mitä leviämään laitetulle virukselle tapahtuu.

Yskänrokkovirus torjumaan ebolaa

Virusten kautta tarttuvat rokotteet ovat erilaisia kuin tavanomaiset heikennettyjä viruksia sisältävät rokotteet.

Heikennettyjä viruksia on käytetty muun muassa poliorokotteessa.

Virukset ovat kuitenkin hyvin herkkiä muuttumaan. Niiden perimä on pieni, ja siksi ne voivat muuntautua uusiksi varianteiksi hyvin helposti. Myös rokotteissa käytetyt heikennetyt virukset voivat muuntua niin, että tuloksena on sairauksia aiheuttava variantti.

Näin on käynyt monissa Afrikan maissa, joissa on havaittu muuntuneen heikennetyn viruksen aiheuttamia polioesiintymiä.

Vauva saa poliorokotteen

Poliorokoteta on annettu muun muassa tippoina, joissa on heikennettyjä polioviruksia.

© Farooq Khan/EPA/Ritzau Scanpix

Tarttuvan virusrokotteen valmistusprosessi on kuitenkin toisenlainen. Siinä lähtökohtana on vaaraton, vakaa virus, johon siirretään torjuttavan, vaarallisen viruksen geeni.

Siirretty geeni käynnistää antigeenien tuotannon. Antigeenit saavat viruksen kantajan tuottamaan vasta-aineita vaarallista virusta vastaan.

Erityisen kiinnostuneita tutkijat ovat sytomegaloviruksista. Niille on yhteistä se, että ne eivät aiheuta vakavia sairauksia. Esimerkiksi tavallinen yskänrokkoon sytomegaloviruksen aiheuttama.

Sytomegalovirukset ovat genomiltaan suhteellisen suuria, ja siksi ne eivät helposti mutatoidu ja muuta käyttäytymistään. Ne ovat myös yleensä erikoistuneet tiettyyn isäntälajiin eivätkä helposti siirry lajista toiseen.

Tarttuva rokote valmistetaan siirtämällä torjuttavan viruksen geeni vaarattomaan virukseen, joka pannaan leviämään eläimestä toiseen.

Virus
© Shutterstock & Lotte Fredslund

1. Tutkijat etsivät vaarattoman viruksen

Tutkijat valitsevat helposti tarttuvan viruksen, joka ei kuitenkaan aiheuta vaarallisia tauteja ja joka on vakaa eikä muuntaudu helposti.

Geenejä, nuoli
© Shutterstock & Lotte Fredslund

Virukseen siirretään toisen viruksen geeni

Valittuun viruksen siirretään geeni siltä virukselta, jonka aiheuttamaa tautia rokotteella halutaan torjua. Siirtogeeni saa viruksen tuottamaan antigeenejä.

Eläin rokotetaan
© Shutterstock & Lotte Fredslund

3. Eläimet levittävät rokotetta

Rokotevirusta ruiskutetaan villeihin eläimiin, jotka päästetään takaisin luontoon. Rokotevirus saa elimistön tuottamaan vasta-ainetta vaarallista virusta vastaan. Virus tarttuu muihin saman lajin eläimiin.

Vuonna 2016 apinoihin tartutettiin sytomegalovirus, johon oli siirretty ebolaviruksen antigeeniä tuottava geeni. Kolme neljästä apinasta tuli immuuniksi ebolaa vastaan.

Vuonna 2018 testattiin apinoilla sytomegaloviruspohjaista tuberkuloosirokotetta. Rokotetuissa apinoissa tuberkuloosia esiintyi 68 prosenttia vähemmän kuin rokottamattomissa.

Suunnitteilla on myös sytomegaloviruspohjaisen lassakuumerokotteen testaus. Rottien levittämän viruksen aiheuttama verenvuotokuume tarttuu joka vuosi yli 300 000 ihmiseen Länsi-Afrikassa.

Yhdysvaltalais-australialaisen tutkijaryhmän kehittämän matemaattisen mallin mukaan tartuntojen määrä voisi vähentyä 95 prosenttia, jos tarttuva rokote toimisi suunnitelmien mukaan.

Ihmisiä suojapuvuissa
© John Moore/Staff/Getty Images

Tarttuvia rokotteita tekeillä kolmeen tautiin

Kolme tappavimmista virustaudeista on peräisin eläimistä. Jos eläimet saataisiin immuuneiksi taudinaiheuttajia vastaan, taudit voitaisiin pysäyttää ennen kuin ne tarttuvat ihmiseen.

Lepakko
© Shutterstock

Ebola tappaa joka toisen

Ebolatartunnan saaneista keskimäärin puolet menehtyy. Ebola on tappanut yli 15 000 ihmistä. Viruksen arvellaan olevan peräisin lepakoista tai apinoista. Ihmiseen se leviää kosketuksesta eläimen vereen tai muihin eritteisiin.

Kuolaava koira
© Shutterstock

Vesikauhu tappaa tuhansia

Vesikauhu eli rabies on aivotulehdus, jonka oireita ovat päänsärky, harhaisuus ja lihaskivut. Hoitamattomana se voi johtaa lihaskouristuksiin, tajuttomuuteen ja kuolemaan, 40 000-50 000 ihmisiä maailmassa kuolee vesikauhuun vuosittain.

Rotta saa rokotteen
© Reuters / Ritzau Scanpix

Lassakuume riehuu Länsi-Afrikassa

Lassakuumetta aiheuttavaa virusta levittävät rotat. Länsi-Afrikassa siihen sairastuu vuosittain yli 300 000 ihmistä, joista 5 000 kuolee. Liberiassa ja Sierra Leonessa 10-16 prosenttia sairaalapotilaista sairastaa lassakuumetta.

Uusiin rokotteisiin liittyy kuitenkin vielä monia kysymysmerkkejä.

Pelkona virusten hallitsemattomuus

Virusten kehittymisestä eläimissä tiedetään edelleen melko vähän.

Turvatoimet ja suljetuissa ympäristöissä tehdyt kokeet eivät takaa, että virus käyttäytyisi luonnossa oletetulla tavalla.

Osa tutkijoista pelkää, että rokotteiden virukset mutatoituvat taudinaiheuttajaksi, tarttuvat lajista toiseen ja vaarantavat kokonaisia ekosysteemejä.

Rokotteiden kehittäjät vakuuttavat kuitenkin, että mutaatioiden riski voidaan minimoida geenitekniikan avulla.

Tutkijat yrittävät muun muassa rajoittaa virusten lisääntymistä. Tavoitteena on heikentää virusten kykyä kopioida itseään niin, että virus voi tarttua vain muutaman kerran. Näin vaarallisten geenimutaatioiden riski vähenee.

Viruksen lisääntymistä yritetään panna kuriin myös itsetuhomekanismilla. Päämääränä on mekanismi, joka panee viruksen tuhoamaan itsensä, kun tietty määrä tartuntakertoja tulee täyteen.

Rokotteet testataan ensin koe-eläimillä

Ennen kuin tarttuvia rokotteita voidaan ottaa käyttöön, niitä pitää tutkia vankeudessa olevilla eläimillä.

Näiden tutkimusten tulosten pohjalta kehitetään matemaattisia malleja viruksen tartuntatavasta, leviämisestä ja vaikutuksesta isäntäeläimiin.

Jos tulokset ovat lupaavia, koe-eläimet voidaan päästää luontoon eristetyillä alueilla, esimerkiksi saarilla, kuten Isla del Airessa vuonna 1999.

Luonnossa tartunnan leviämistä seurataan pyydystämällä ja testaamalla eläimiä.

Testeistä ja tutkimuksista saatu tieto syötetään matemaattisiin malleihin, jotta ne saadaan vastaamaan virusten todellista käyttäytymistä luonnossa.

Osa tutkijoista epäilee kuitenkin, että rokotevirusten käyttäytymisestä ei koskaan saada niin varmaa tietoa, että niitä voisi käyttää vapaasti.

Tutkimus jatkuu

Tarttuvien rokotteiden tutkimus liittyy läheisesti virusten leviäminen, geenitekniikan ja virusten perimän vakauden tutkimukseen. Näitä tutkimuksen osa-alueita voidaan käyttää biologisten aseiden kehittämiseen.

Siksi rokotetutkijat haluavat edetä varovaisesti. Ennen kuin tarttuvia rokotteita voidaan käyttää ihmisiin, tarvitaan periaatteessa koko ihmiskunnan hyväksyntä. Sellaisen saaminen vaikuttaa epätodennäköiseltä.

Alan tutkimus kuitenkin jatkuu, sillä tarttuvat rokotteet on kaikesta huolimatta yksi lupaavimmista keinoista pysäyttää pandemia jo ennen kuin sen aiheuttajat tarttuu eläimestä ihmiseen.