Szczepimy się, czyli jak się nie dać wirusowi

W marcu 2020 roku koronawirus, o dokładnej nazwie SARS-CoV-2, zmienił nasz świat nie do poznania. Zamknęliśmy się w domach, przestaliśmy chodzić do szkół, na uczelnię, wiele osób musiało zacząć pracować we własnych czterech ścianach. Zespoły naukowców na całym świecie usilnie pracowały nad stworzeniem szczepionek, które ochroniłyby ludzkość przed pandemią. Po roku udało się odkryć kilka rodzajów szczepionek, które po badaniach klinicznych mogą być bezpiecznie podawane zarówno osobom młodszym, jak i starszym. Co to są wirusy? W jaki sposób atakują nasz organizm? Dlaczego szczepienia są bezpieczne i tak ważne? Na kolejnych stronach odpowiemy sobie na wszystkie te pytania.

Sprytne, wewnątrzkomórkowe pasożyty – wirusy

Organizmy żywe można podzielić na kilka głównych grup – rośliny, zwierzęta, bakterie, grzyby i pierwotniaki. W tym gronie nie bez powodu brakuje jednak wirusów. Nie są one ani żywe, ani martwe. Wydaje się to niemożliwe? A jednak!

Aby uznać jakiś byt za organizm żywy, musi on spełniać wiele warunków. Musi być zdolny do pobierania energii i pożywienia, do ruchu, rozmnażania, reagowania na zmiany otaczającego go środowiska, odbierania informacji z otoczenia (na przykład słyszeć, czuć zapachy, widzieć). Wirusy jednak nie potrafią wielu z tych rzeczy. Z drugiej strony – w komórkach atakowanych mogą zwiększać swoją ilość, tworząc własne kopie. Dlatego trwają w zawieszeniu między światem żywym i martwym. Wydawałoby się więc, że nie są bardzo groźne. Nic bardziej mylnego. Wirusy można nazwać pasożytami komórek, czyli najmniejszych „cegiełek” budujących organizmy, na przykład człowieka, psa czy marchewki. Wirusy są obecnie jednymi z najbardziej licznych bytów na ziemi, występują w wodzie, glebie, powietrzu, niemal na każdej powierzchni i w każdym organizmie. Różne typy wirusów atakują różne organizmy. Niektóre nazywamy wirusami zwierzęcymi (wiele z nich może atakować na przykład komórki człowieka, który także należy do królestwa zwierząt), niektóre – roślinnymi, a jeszcze inne – bakteriofagami, czyli wirusami atakującymi bakterie. My jednak skupimy się na wirusach zagrażających człowiekowi.

Koronawirus – co to takiego?

Aby dobrze zrozumieć działanie wirusów, zwłaszcza koronawirusów, musimy użyć skali mikro i odbyć podróż w głąb naszych tkanek. Zaczniemy naszą wędrówkę od obejrzenia ludzkich komórek i podpatrzenia, jak działają. Potem skierujemy się w stronę jednej z rodzin wirusów, której nowy przedstawiciel wywołał pandemię w 2020 roku. Ruszamy!

Wyobraź sobie ludzką komórkę – to mikroprzestrzeń otoczona błoną, która stanowi mur chroniący wnętrze komórki. Możesz wyobrazić ją sobie jako kulę, jednak pamiętaj, że ludzkie komórki przyjmują najróżniejsze kształty i zazwyczaj są do siebie przyklejone. Dzięki temu te „cegiełki” mogą tworzyć większe struktury nazywane tkankami. Z błony komórkowej wystają różnokształtne „łapki”, które są zbudowane z białek i cukrów. Zakończone są „puzzlami”, przestrzennymi formami, które są charakterystyczne dla typu komórek. Te „łapki” pełnią funkcję identyfikatora. Pokazują innym komórkom, że wszystkie należą do tej samej tkanki, do tego samego organizmu.

Wewnątrz komórki zachodzi wiele ważnych procesów życiowych. W środku komórki znajduje się materiał genetyczny, który można nazwać molekularną „książką kucharską”. Na podstawie zakodowanych w niej przepisów powstają białka – cząsteczki pełniące wiele istotnych funkcji w komórce. Białka powstają na mikrotaśmie produkcyjnej. Taśma ta jest podzielona na kilka etapów, a każdy z nich jest bardzo ważny dla procesu tworzenia białek. Materiał genetyczny człowieka to po prostu kilkadziesiąt bardzo długich cząsteczek. Możemy powiedzieć, że nasza „książka kucharska” jest spisana w postaci niesamowicie długich pasków papieru. Bez materiału genetycznego żadna komórka nie mogłaby ani przeżyć, ani się podzielić, ani spełniać ważnych funkcji dla organizmu.

Kiedy wiemy już, jak wyglądają i działają komórki człowieka, spójrzmy na bardzo, bardzo malutką kuleczkę, która znalazła się przy naszej komórce. Kiedy wytężymy wzrok, dostrzeżemy, że kulka jest pokryta kolcami. Oto nasz wirus! Jego imię to SARS-CoV-2, należy do rodziny koronawirusów. W tej rodzinie znajduje się wielu niegodziwych przedstawicieli, wywołujących choroby oddechowe u zwierząt i ludzi. Nicpoń wywołujący chorobę COVID-19 u ludzi, podobnie jak pozostali członkowie jego rodziny, składa się z trzech elementów:

• kapsułki, która ma kształt kuli (tak naprawdę to bryła o dwudziestu ścianach, ale wyglądem przypomina kulę),
• kolców, które wystają z kapsułki ze wszystkich stron. Gdyby przeciąć wirusa na pół, zobaczylibyśmy coś na kształt korony (stąd nazwa: koronawirusy),
• materiału genetycznego – „książki kucharskiej”, która zawiera przepis na to, jak opanować zaatakowaną komórkę ludzką.

Wirusy mają więc do dyspozycji własną „książkę kucharską”, ale nie mają ani składników do tworzenia swoich białek, ani taśmy produkcyjnej. Koronawirusy wkradają się więc do ludzkiej komórki, by przejąć kontrolę nad produkcją białek. W efekcie komórka produkuje nie swoje białka, lecz białka wirusa. Na dodatek wirus zmusza komórkę, by kopiowała „książkę kucharską” wirusa. W wyniku całego procesu powstaje wiele takich samych wirusów, które mogą opuścić resztki zaatakowanej komórki i przenieść się… na kolejną. Dlatego wirusy można nazwać wewnątrzkomórkowymi pasożytami. Wykorzystują mechanizmy i zasoby komórek, by powiększać swoją ilość.

Ale jak to się dzieje, że wirusy docierają do komórek człowieka? Oczywiście muszą najpierw dostać się do wnętrza organizmu. Potem mogą się rozprzestrzenić w poszukiwaniu odpowiednich komórek. Tak, tak, wirusy są wybredne. Każdy typ wirusa lubi atakować inne komórki. Dzięki temu zwierzęta nie muszą się obawiać wirusów roślinnych, a rośliny zwierzęcych. Ale to nie koniec – niektóre wirusy atakują tylko jeden gatunek, np. tylko człowieka. Wirusy często też wolą atakować komórki konkretnego typu. Dlatego po wniknięciu do organizmu muszą się one rozprzestrzenić, by znaleźć odpowiednią tkankę i komórki.

W jaki sposób wirus dostaje informację, że oto przed nim znajduje się idealna dla niego komórka? Przypomnijmy sobie budowę koronawirusa. Wystające kolce pełnią rolę detektorów. Wyobraźmy sobie, że kolce są zakończone „puzzlem” o określonym kształcie. Kształt ten może pasować do wystających z konkretnej komórki „łapek”, również zakończonych „puzzlem”. Jeśli oba „puzzle” (wirusowy i komórkowy) się połączą, jest to sygnał, że koronawirus może wejść do wnętrza komórki i rozpocząć inwazję. Zatem w przebiegu infekcji kluczowe są właśnie dwa „identyfikatory” – wystające kolce wirusa oraz „łapki” komórek.

Układ odpornościowy – walka z wrogiem

Czy nasz organizm jest skazany na łaskę i niełaskę wirusów? Ależ skąd! Dysponujemy całym systemem zabezpieczeń przed wirusami, bakteriami, grzybami. I to jest nasz układ odpornościowy. Jest dość skomplikowany, ale w uproszczeniu można go podzielić na dwie części:

• „walecznych obrońców” – do tej części należą komórki, które atakują wszystkich wrogów. Nie rozpoznają, że mają do czynienia z konkretnym przeciwnikiem, tylko po prostu szybko działają,
• „wyszkolonych żołnierzy” – do tej grupy należą komórki, które są specjalistami w rozpoznawaniu danego wirusa, bakterii lub grzyba. Co więcej, „żołnierze” mogą się dokształcać. Proces ten nazywamy nabywaniem odporności. Jak wygląda takie szkolenie?

Kiedy chorujemy po raz pierwszy na jakąś chorobę, np. na grypę, nasz organizm intensywnie walczy. Komórki – „żołnierze” podczas tej batalii uczą się rozpoznawać atakującego nas patogena. Po prostu zapamiętują wygląd „puzzli” wystających z niego. Informacja ta, po wygranej walce, jest przechowywana i przekazywana kolejnym zastępom komórek. Jeśli dany wirus zaatakuje po raz kolejny, organizm bardzo szybko i bez problemu sobie z nim poradzi. Jednym z mechanizmów takiej obrony jest wytwarzanie przeciwciał – białek. Przeciwciała są nakierowane na konkretny „puzzel” wystający na przykład z wirusa, dzięki czemu mogą go rozpoznać. Przeciwciała, łącząc się ze swoim celem, mogą wywołać wiele reakcji obronnych, które mają jedno zadanie: zlikwidować zagrożenie, jakim może być wirus, bakteria lub komórki grzyba. Jednym słowem: dla organizmu bardzo ważne jest to, by poznać wroga – dzięki temu szybciej się go pokona.

Szczepionka – co to?

Po takiej batalii zakończonej sukcesem we krwi pływa dużo przeciwciał – oznacza to, że organizm zyskał odporność. Dla nas to bardzo dobra wiadomość. Jednak co z chorobami, które mogą być śmiertelne? Cholera, dżuma, gruźlica – te choroby to przykład naprawdę niebezpiecznych ataków patogenów. Jeśli najeźdźca nas pokona, oczywiście nie będzie możliwe nabycie odporności. A jednak ludzkość poradziła sobie i z tym problemem – na pomoc przyszła nauka. Stworzyliśmy szczepionki. To szkolenie dla organizmu, które daje odporność na groźne choroby bez ryzyka zachorowania. To takie uczenie komórek odpornościowych w warunkach bezpiecznych i kontrolowanych.

Jak to możliwe? Szczepionki muszą zawierać w sobie kluczowy element uczący komórki – czyli „puzzle” wystające z danego patogena, po których możliwe jest jego rozpoznanie. Szczepionka dająca odporność na przykład na grypę może więc w sobie zawierać materiał szkoleniowy w postaci:

• nieaktywnych wirusów, które nie mogą w żaden sposób stanowić zagrożenia dla człowieka, ale jednak mające kolce z „puzzlami”,
• fragmentów wirusów, czyli kolców, które oczywiście nadal mają kluczowe „puzzle”,
• instrukcji dla komórek, jak wyprodukować same tylko kolce wirusa, by „żołnierze” mogli się z nimi zaznajomić.

Czy zatem szczepionki są bezpieczne? Różnią się one składem i dokładnym podejściem do szkolenia komórek, ale zawsze muszą być bezpieczne dla człowieka. Te preparaty, podobnie jak leki, przechodzą bardzo długą i skomplikowaną drogę badań naukowych. Najpierw szczepionka jest testowana w laboratorium, na specjalnych modelach badawczych. Pozwala to określić, czy szczepionka nie jest toksyczna dla komórek. Sprawdzane jest również, czy szczepionka zachowuje się tak, jak została zaprojektowana. Po przejściu tych testów jest ona dopuszczana do badań klinicznych – na dużych grupach ludzi-ochotników. Aby dokładnie przebadać działanie, efekty uboczne i skuteczność szczepionki, angażuje się do badań osoby w różnym wieku, zdrowe oraz mające także różne choroby przewlekłe. Szczepionka, której bezpieczeństwo i skuteczność zostały potwierdzone, jest dopuszczona do użytku.

Szczepionki przeciwko koronawirusowi

Tę samą drogę musiała przejść każda dostępna szczepionka na SARS-CoV-2. Pandemia dawała się nam we znaki i potrzebowaliśmy szybkiego rozwiązania problemu. Dlatego specjalnie dla szczepionek przeciw koronawirusowi ustanowiono przyspieszone procedury badań. Z jednej strony umożliwiają one szybsze przebadanie szczepionek, a z drugiej – nadal gwarantują stwierdzenie ich  bezpieczeństwa i skuteczności.

Bezpieczeństwo szczepionek – co to oznacza? Jeśli szczepionka nie wywołuje zbyt wielu niepożądanych reakcji organizmu, jeśli nie wpływa na przebieg innych chorób i działa tylko w taki sposób, w jaki została zaprojektowana – możemy mówić o bezpieczeństwie.  A co ze skutecznością? W telewizji i Internecie podawane są liczby: 95%, 91%, 66%... co to oznacza? Im skuteczność wyższa, tym lepiej. Przyjrzyjmy się szczepionce firmy Pfizer, która ma aż 95% skuteczności. Oznacza to, że w każdej grupie 100 osób badanych aż 95 z nich wyszkoliło swój układ odpornościowy. Zawsze w grupie osób zaszczepionych znajdą się tacy, których organizm trochę słabiej reaguje na szczepionkę – ale jest to tak mała grupa, że program szczepień nadal ma sens. Większość osób zaszczepionych zyska przecież odporność.

A dlaczego potrzebujemy aż dwóch dawek szczepionki? Dlatego, że szkolenie komórek „żołnierzy” to proces skomplikowany i długi. Szczepionki po pierwszej dawce wstępnie szkolą organizm w kierunku odporności. Druga dawka stanowi dokładne powtórzenie materiału. W efekcie uzyskujemy armię „obrońców” doskonale rozpoznającą SARS-CoV-2, wirusa, który osobom zaszczepionym nie będzie już zagrażać.

Można sobie pomyśleć – skoro wszyscy inni będą się szczepić, dlaczego ja muszę? Właśnie dlatego, że im więcej osób się zaszczepi, tym większa szansa na pokonanie pandemii. Jeśli w grupie 100 osób zaszczepi się tylko 40, choroba nadal może być groźna, będzie przenosić się między tymi 60 pozostałymi. Jeśli jednak 80 osób z grupy przyjmie szczepionkę – istnieje bardzo duża szansa, że wygra się z wirusem. Dlatego tak ważna jest solidarność w szczepieniach. Przyjmując pierwszą i drugą dawkę, chronimy nie tylko siebie samych, ale pomagamy też chronić tę małą grupę osób, która z różnych przyczyn nie mogła przyjąć szczepionki. Jeśli tylko mamy kontakt choć z jedną osobą – szczepienie ma ogromny sens! Szczepionki są doskonałą bronią w walce z patogenami. Pozwalają na wyszkolenie układu odpornościowego bez konieczności zachorowania na groźną dla życia chorobę. Obecnie dzięki zdobyczom nauki możemy mieć nadzieję, że pokonamy pandemię koronawirusa. Jeśli w przyszłości czekają nas kolejne groźne wirusy lub bakterie, możemy być pewni, że naukowcy za każdym razem opracują skuteczne szczepionki. Warto korzystać ze zdobyczy medycyny – zwłaszcza, że swoją decyzją możemy uratować i siebie, i innych.

Autorzy tekstów, pozostali Autorzy, Najnowsze, bieżące