Vakcína proti vysokému cholesterolu ukázala sľubný účinok. Telo má naučiť vyrábať si vlastnú ochranu
Experimentálna vakcína PVC3 znížila LDL cholesterol a aterosklerózu u myší. U opíc vytvorila protilátky, no cholesterol neklesol.
yLieky namierené proti bielkovine PCSK9 dokážu výrazne znížiť LDL cholesterol, no ich nevýhodou je cena a opakované podávanie. Monoklonálne protilátky sa zvyčajne aplikujú každé dva až štyri týždne, terapia na báze siRNA vydrží dlhšie, ale ani tá nie je lacná. Tím vedený profesorom Ruipingom Xiaom z Pekinskej univerzity preto skúša vakcínu, ktorá by prinútila telo vyrábať vlastné protilátky proti PCSK9.
PVC3 nemá ale nahradiť všetky lieky proti vysokému cholesterolu. Statíny zostávajú bežnou liečbou prvej voľby. Nová vakcína má skôr ponúknuť dlhodobejšiu alternatívu k terapiám, ktoré cielia priamo na PCSK9. Pokusy na myšiach dopadli sľubne, no test na opiciach ukázal, že samotná tvorba protilátok ešte nemusí stačiť.
PCSK9 vzniká najmä v pečeni a ovplyvňuje množstvo LDL receptorov na povrchu pečeňových buniek. Tie zachytávajú LDL cholesterol z krvi. Keď sa na ne PCSK9 naviaže, pošle ich na rozloženie. Receptorov potom ubúda a v obehu zostáva viac LDL cholesterolu, ktorý dlhodobo poškodzuje cievy a zvyšuje riziko infarktu či mozgovej príhody.
Z troch vybraných úsekov PCSK9 fungoval iba jeden
Tím analyzoval štruktúry komplexov PCSK9 s protilátkami uložené v databáze Protein Data Bank a doplnil ich modelmi z AlphaFold3. Hľadal krátke úseky bielkoviny dostupné z povrchu, ktoré sa medzi jednotlivými druhmi príliš nemenia. PCSK9 si môžeš predstaviť ako zámok s množstvom výstupkov a priehlbín. Vedci hľadali taký výstupok, ktorý protilátka ľahko „nahmatá“ a ktorý vyzerá podobne u myší, morčiat aj primátov.
Výskumníci vybrali tri kandidátne epitopy. Každý spojili s pomocným T-bunkovým epitopom odvodeným z vírusu osýpok, ktorý mal aktivovať CD4+ T bunky a podporiť tvorbu protilátok. Obe časti oddelili pružným spájačom zo štyroch lyzínových zvyškov.
Neprehliadni
Z troch návrhov fungoval iba PVC3. PVC1 a PVC2 nevyvolali merateľnú tvorbu protilátok proti PCSK9, hoci podľa štruktúrnej analýzy vyzerali sľubne. Ukázalo sa, že nestačí vybrať miesto na povrchu bielkoviny. Dôležité je aj to, ako sa daný úsek pohybuje a či sa k nemu protilátka dokáže dostať v prirodzenom tvare proteínu.
Oblasť zodpovedajúca PVC3 bola v dvoch kryštalografických štruktúrach čiastočne nerozlíšiteľná, čo naznačuje vysokú pružnosť. Takýto pohyblivý úsek môže byť pre imunitný systém dostupnejší. AlphaFold3 ho medzi vhodné epitopy nezaradil. Autori predpokladajú, že PVC3 zasahuje funkčne dôležité miesto PCSK9, neutralizačnú silu protilátok však priamo nemerali.
Myšiam stúpal LDL pomalšie a mali menej poškodené cievy
PVC3 zmiešaný s adjuvantmi CpG a alum vedci otestovali v dvoch modeloch myší s vysokým cholesterolom. V prvom pokuse zvieratá najskôr zaočkovali a potom im podali vírusový vektor nesúci ľudský gén PCSK9 s mutáciou D374Y, ktorá výrazne zvyšuje jeho aktivitu.
Kontrolným myšiam po podaní vektora prudko stúpol LDL aj celkový cholesterol. V zaočkovanej skupine bol nárast menší a v pečeni sa nahromadilo menej tuku. Hladiny HDL a triglyceridov sa medzi skupinami výrazne nelíšili.
Druhý pokus použil myši s vyradeným génom ApoE. Tieto zvieratá prirodzene rozvíjajú vysoký cholesterol a aterosklerózu. V štvrtom týždni mali zaočkované myši o 29 % nižší LDL než kontrolná skupina, v štrnástom týždni bol rozdiel 20 %. LDL im neklesol do normálu, ale stúpal pomalšie.
Rozdiel sa ukázal aj priamo na cievach. Aterosklerotické lézie pokrývali 18,9 % povrchu aorty zaočkovaných myší, kým v kontrolnej skupine to bolo 29,8 %. Menšie boli aj plaky v oblasti aortálneho koreňa. Nekrotické jadro tvorilo 10,1 % ich plochy, pri kontrolných zvieratách 22 %.
Protilátky zostali u myší merateľné počas 24 týždňov. Účinok na cholesterol a aterosklerózu však vedci sledovali najviac 14 týždňov. Nie je preto jasné, ako dlho by ochrana vydržala u človeka ani ako často by bolo potrebné očkovanie opakovať.
Bezpečnostné testy neukázali vážne poškodenie
Myši nemali výrazné zmeny hmotnosti, známky poškodenia pečene či obličiek ani patologické nálezy v skúmaných orgánoch. V rámci tohto pokusu teda vakcína nespôsobila viditeľnú systémovú toxicitu.
Keďže PCSK9 je telu vlastná bielkovina, dôležitou otázkou bola autoimunita. ELISPOT testy nezachytili T-bunkovú reakciu proti vybranému úseku PCSK9. Takýto výsledok však nevylučuje všetky možné autoimunitné komplikácie, ktoré by museli preveriť dlhšie pokusy.
Vakcína u opíc zabrala len napoly. Protilátky vytvorila, cholesterol neznížila
Najväčší problém sa ukázal pri zdravých makakoch rhesus. PVC3 u nich vyvolal silnú tvorbu protilátok proti PCSK9, ktorá pretrvávala 16 týždňov. Hladiny LDL, celkového cholesterolu, HDL ani triglyceridov sa však oproti kontrolnej skupine štatisticky významne nezmenili.
V každej skupine boli iba tri zvieratá, čo znižuje istotu výsledkov. Autori si však nemyslia, že malá vzorka bola hlavným dôvodom neúspechu. Podobne dopadli aj staršie pokusy, pri ktorých vakcíny proti PCSK9 vytvorili protilátky, no u zdravých makakov, bežných myší alebo potkanov Wistar LDL neznížili.
Rovnakú skúsenosť mal tím aj v predbežnom pokuse so zdravými myšami BALB/c kŕmenými stravou s vysokým obsahom tuku. Protilátky vznikli, cholesterol sa však významne nezmenil. Vedci preto prešli na modely s výraznejšou poruchou metabolizmu tukov.
Jedným z vysvetlení je, že zdravý organizmus dokáže blokovanie PCSK9 vykompenzovať inými cestami. Štúdia však nemerala množstvo LDL receptorov v pečeni, koncentráciu voľného PCSK9 v krvi ani schopnosť protilátok zabrániť PCSK9 v ničení LDL receptorov. Nie je teda jasné, prečo PVC3 zabral v chorobných modeloch myší, no u zdravých makakov nie.
Od vakcíny pre ľudí je PVC3 stále ďaleko
Štúdia vyšla v časopise Life Metabolism. Ide o predklinickú prácu, ktorá nedokazuje bezpečnosť ani účinnosť PVC3 u ľudí.
Ďalší pokus by mal prebehnúť na väčších zvieratách s potvrdenou dyslipidémiou (pozn. ide o: poruchu metabolizmu tukov v krvi, pri ktorej dochádza k zvýšeniu hladiny „zlého“ LDL cholesterolu). Vedci musia zároveň vysvetliť mechanizmus účinku protilátok, preveriť ich neutralizačnú schopnosť a dlhšie sledovať bezpečnosť vakcíny.
Ak PVC3 alebo podobná vakcína raz zaberie aj u ľudí, mohla by znížiť potrebu častého podávania protilátok proti PCSK9. Kým však nezníži cholesterol aj u väčších cicavcov s poruchou metabolizmu tukov, o použití u pacientov je predčasné hovoriť.
