Kakšen je postopek razvoja cepiv?

Prvi korak pri produkciji cepiv je izbira antigena, torej delca, na katerega se bo naš imunski sistem odzval, in njegovo pomnoževanje. To lahko storimo na več načinov:
‍
a) Viruse namnožimo na primarnih celicah (recimo celicah piščančjih embrijev) ali v oplojenih jajcih (npr. cepivo za influenco) ali pa na celičnih linijah z neomejeno rastjo (hepatitis A).

b) Bakterije gojimo v bioreaktorjih (to so naprave, ki vsebujejo rastni medij, namenjen rasti prav določenih bakterij), s katerimi optimiziramo produkcijo antigenov.

c) Rekombinantne proteine, izolirane iz patogena (organizma oziroma delca, ki povzroči nastanek imunskega odziva, bolezni), lahko proizvajamo v kvasovkah, bakterijah ali pa celičnih kulturah.

Kot omenjeno, velikokrat za produkcijo uporabljamo celične linije ali kulture. Gre za celice, ki smo jih izolirali iz človeka oziroma živali in jih nato pod določenimi pogoji gojili dalje.

Poznamo več vrst celičnih linij, ki jih pri razvoju cepiv uporabljamo v različne namene. Primarna celična kultura je sestavljena iz celic, ki smo jih odvzeli neposredno iz živega tkiva in je še nismo subkultivirali (prenesli na sveže gojišče po tem, ko so se celice namnožile do določenega števila in so izrabile hranila predhodnega rastnega medija), torej še lahko vsebuje različne tipe celic (epitelne, endotelne celice, fibroblaste…).

Sekundarne celične linije pridobivamo iz primarnih linij z različnimi postopki ločevanja in so sestavljene samo iz enega tipa celic. Celice v tej liniji se lahko delijo samo omejeno krat. Poznamo pa tudi nesmrtne celične linije, ki so prav tako sestavljene samo iz enega tipa celic in se lahko delijo neomejeno krat. Gre za celice, pri katerih je prišlo do mutacije ali pa smo jih namerno spremenili z laboratorijskimi tehnikami.

MCR-5 in WI-38 sta najpogosteje uporabljeni celični liniji za proizvodnjo cepiv, ki se uporabljata še danes. Izvirata iz pljučnih celic dveh fetusov, ki sta bila abortirana v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja po odločitvi mater in ne zaradi namena razvoja cepiv. Na njih je potekal razvoj cepiv za hepatitis A, rdečke, norice, pasavca, adenovirus tipa 4 in 7 ter steklino.

Ko izbran patogen namnožimo na celičnih linijah, bioreaktorjih ali v kvasovkah oziroma bakterijah, ga moramo izolirati. Za to uporabimo različne laboratorijske tehnike detekcije, filtriranja in čiščenja. Po končani izolaciji moramo patogen atenuirati oziroma oslabiti. To lahko storimo na različne načine:
‍
a) Oslabitev virusa
Viruse oslabimo tako, da se težko razmnožujejo znotraj telesa. To metodo uporabimo pri ošpicah, mumpsu, rdečkah, rotavirusu in noricah. Virusi povzročijo bolezen tako, da se v telesu velikokrat namnožijo. Med vsako okužbo se naravni virusi delijo več tisočkrat, tisti, ki jih uporabimo v cepivih, pa manj kot dvajsetkrat. Ker se virusi v cepivih ne delijo velikokrat, ne morejo povzročiti bolezni, vseeno pa poteče dovolj replikacij, da sprožijo nastanek spominskih limfocitov B, ki varujejo telo pred prihodnjimi okužbami s tem virusom.

Prednost cepiv z oslabljenim virusom je ta, da sta že ena ali dve dozi cepiva dovolj za doživljenjsko imunost proti bolezni, slabost pa je v tem, da z njimi ne moremo cepiti oseb z oslabljenim imunskim sistemom, torej oseb, ki imajo raka, avtoimunske bolezni ipd.

b) Inaktivacija virusa
Virus inaktiviramo tako, da ga povsem oslabimo oziroma ubijemo s kemikalijo, s čimer mu povsem onemogočimo razmnoževanje v telesu posameznika in tako ne more povzročiti bolezni. Na ta način izdelujemo cepiva za polio, hepatitis A in steklino.

Prednost teh vrst cepiv je v tem, da ne morejo povzročiti nitih blagih oblik bolezni, ki jo skušajo preprečiti in jih zato lahko uporabimo za cepljenje ljudi z oslabljenim imunskim sistemom. Njihova slabost pa je v tem, da je za imunost potrebnih več doziranj.

c) Uporaba dela virusa
V tem primeru izoliramo samo en del virusa, ki ga nato uporabimo za izdelavo cepiva. Tako so pripravljena cepiva za hepatitis B, pasovec in HPV. Gre za to, da se uporabi protein, ki ga najdemo na površini virusa. Ta strategija je koristna v primeru, kadar je le en del virusa odgovoren za varovanje pred boleznijo.

Uporabimo jih lahko pri ljudeh, ki imajo oslabljen imunski sistem in doživljenjska imunost se pojavi že po dveh cepljenjih.

d) Uporaba dela bakterije
Nekatere bakterije povzročijo bolezen s tem, da proizvajajo škodljive proteine, ki jim pravimo toksini. Te lahko inaktiviramo s kemikalijami in tako nastanejo toksoidi, ki pa ne povzročajo bolezni in jih uporabimo v cepivu. Tako izdelujejo cepiva prosti davici, tetanusu in oslovskemu kašlju.

Bakterijska cepiva lahko izdelamo tudi z uporabo polisaharidnega bakterijskega ovoja, ki je sestavljen iz sladkorjev. Zaščita pred infekcijo z določenimi bakterijami temelji prav na odpornosti na sladkorno ovojnico in ne na celotno bakterijo. Ker pa se imunski sistem majhnih otrok ne odzove dobro samo na polisaharidni ovoj, le-tega povežemo skupaj z nenevarnim proteinom. Temu pravimo konjugirano polisaharidno cepivo. Takšna so cepiva proti Hib, pnevmokokom in meningokokom.

Tudi ta cepiva lahko uporabimo pri ljudeh z oslabljenim imunskim sistemom, vendar je za doseganje imunost potrebnih več doz.

Cepivu moramo dodati tudi adjuvanse, stabilizatorje in konzervanse. Adjuvansi so snovi, ki povečajo stopnjo imunskega odziva na antigen, stabilizatorji se dodajo z namenom, da cepivo ohrani potentnost med shranjevanjem in transportom, konzervansi pa preprečujejo kontaminacijo cepiv z različnimi mikroorganizmi.