Szczepionki jadalne – biotechnologiczna przyszłość medycyny?

Szczepionki to sposób na ochronę organizmu przed zachorowaniami wywołanymi przez konkretne bakterie lub wirusy. Są to preparaty biologiczne zawierające odpowiednie antygeny, których obecność pozwala na imitację naturalnej infekcji, dzięki czemu organizm rozwija odporność chroniącą w czasie kontaktu z prawdziwą bakterią lub wirusem.

W ostatnich czasach budzą coraz więcej kontrowersji, jednakże wciąż pozostają najlepszym i w wielu przypadkach obowiązkowym sposobem na ochronę organizmu, szczególnie u dzieci. Wraz z rozwojem nauki i medycyny pojawiają się jednak alternatywy dla tradycyjnych i nieprzyjemnych szczepionek podawanych w postaci zastrzyków. Tą alternatywę stanowią tzw. szczepionki jadalne.

Co zawierają szczepionki?

Podstawą szczepionek jest dostarczenie odpowiednich antygenów, ale podane one mogą być w różnych formach. W przypadku szczepionek żywych atenuowanych, stosowanych przeciwko ospie wietrznej czy np. gruźlicy, w skład szczepionek wchodzą całe, ale osłabione lub pozbawione chorobotwórczości drobnoustroje takie jak bakterie czy wirusy. Istnieją także szczepionki stanowiące dawki pełnych, ale martwych komórek drobnoustrojów. Szczepionki tego typu stosowane są przeciwko wściekliźnie lub WZW typu A.

Możliwe jest także dawkowanie fragmentów lub najbardziej chorobotwórczych elementów drobnoustrojów, a także szczepionek zawierających inaktywowane toksyny bakteryjne. Poza antygenami w skład szczepionek wchodzą adiuwanty opóźniające uwalnianie zastosowanego antygenu, najczęściej związki glinu. Dodatkowymi elementami są także środki konserwujące oraz substancje pomocnicze i stabilizujące.

Czym są jadalne szczepionki?

Jadalne szczepionki, w przeciwieństwie do tradycyjnych podawanych w formie zastrzyków, podawane są w formie doustnej. Jest to rewolucyjna idea wykorzystująca rozdwajające się, nowoczesne metody biotechnologii. Jadalne szczepionki to wykorzystanie roślin poprzez ich genetyczne zmodyfikowanie, dzięki któremu zyskają zdolność do wytwarzania immunogennych antygenów.

Stanowią znacznie przyjemniejszą formę podawania szczepionek i z pewnością znacznie atrakcyjniejszą w oczach dzieci. Nie jest to jednak forma możliwa dla wszystkich szczepień. Tylko nieliczne mogą być aplikowane w taki sposób, ze względu na drogę podawanego antygenu przez układ trawienny. W szczepieniach najistotniejsza jest reakcja organizmu po jego podaniu. W układzie trawiennym niektóre antygeny mogą zostać uszkodzone a szczepionka okazałaby się nieskuteczna.

Proces tworzenia jadalnych szczepionek

Podstawą możliwości produkcji jadalnych szczepionek stało się odkrycie właściwości bakterii Agrobacterium tumefaciens, która atakując korzenie roślin przekazuje do nich fragment swojego DNA. Na podstawie tego odkrycia opracowano szczegółowy proces prowadzący do utworzenia szczepionek dla ludzi oraz zwierząt. W początkowym etapie wykorzystuje się metodę inżynierii genetycznej do wprowadzenia do bakterii fragmentu DNA, który koduje dany antygen.

Kolejnym etapem jest inkubacja przygotowanych bakterii wraz z fragmentem rośliny, która później stanie się źródłem szczepionki. Do inkubacji wykorzystuje się jedynie skrawki liści lub organów, z których następnie wyhodować można całą roślinę. Po procesie inkubacji następuje proces selekcji mający na celu wyodrębnienie eksplantatów, które przyjęły bakterię. W dalszych etapach odtwarza się cała roślinę a na koniec, można przystąpić do jej spożycia. To właśnie w taki sposób powstały m.in. transgeniczne bulwy ziemniaka zawierające antygeny przecinkowca cholery.

Jakie jadalne szczepionki roślinne są już znane?

Mimo iż wykorzystanie biotechnologii oraz genetycznego modyfikowania roślin do produkcji jadalnych szczepionek jest stosunkowo nowym rozwiązaniem, to opracowany został już szereg takich szczepionek. Jak dotąd, odnaleziono sposób na wykorzystanie modyfikacji genotypu bulwy ziemniaka lub liścia sałaty do zapobiegania zachorowaniom na WZW typu B.

Transgeniczne pomidory również pomagają uzyskać odporność przeciwko WZW B, ale zadziałają także ochronnie w przypadku wścieklizny. Tytoń wykorzystywany jest do wytworzenia szczepionek zarówno przeciwbakteryjnych, działających na podjednostkę Vibrio cholerae, ale także przeciwwirusowe nastawione na uodpornienie organizmu na wściekliznę i WZW B. Inne jadalne szczepionki roślinne to ziarna kukurydzy i liście lucerny, tworzone dla ochrony organizmów nie ludzi a zwierząt.

Udział polskich naukowców w wytworzeniu roślinnych szczepionek

Mimo iż jadalne szczepionki to nowość wykorzystująca szczególne technologie i wielu z nas mogłoby wątpliwość w możliwości naszego kraju w tym zakresie, to jednak miłym zaskoczeniem jest jak wielki mamy w tym udział. Jedna z pierwszych szczepionek jadalnych powstała właśnie w Pracowni Profesora Andrzeja Legockiego. Produktem tym była sałata, która wytwarzała biała wirusa zapalenia wątroby typu B. Jej skuteczność w uodparnianiu organizmu na żółtaczkę udowodniono w 1999r.

Badania nad transgeniczną sałatą są wciąż prowadzone w Instytucie Genetyki Roślin oraz instytucie Biotechnologii i Antybiotyków. W Instytucie Biochemii i Biofizyki PAN prowadzone są natomiast naukowe badania nad genetycznie modyfikowaną marchwią. Celem badań jest utworzenie szczepionki przeciw bakteriom Helicobacter pylori, które wywołują wrzody żołądka.

Szczepionki jadalne i korzyści płynące z ich produkcji

Pierwszą i największą cechą pozytywną odróżniającą jadalne szczepionki od tych popularnie stosowanych jest forma ich podania. Uniknięcie nieprzyjemnego zastrzyku będzie dobrym wyjściem dla każdego pacjenta. Kolejnym plusem nowych technologii jest unikanie składników dodatkowych znajdujących się w obecnie stosowanych szczepionkach. To właśnie związki glinu, stanowiące składnik sporej części szczepionek, budzi tyle wątpliwości i kontrowersji. Szczepionki jadalne, powstające w wyniku modyfikacji genetycznych roślin i nadawaniu im zdolności do wytwarzania antygenów, nie wymagają dodawania związków glinu.

Kolejną niewątpliwą korzyścią z wykorzystania metod biotechnologii są niskie koszty produkcji oraz łatwość przechowywania takich szczepionek. Celem byłoby przetworzenie roślin na kapsułki, dzięki czemu uniknąć można konieczności udziału fachowca podającego szczepionkę w formie zastrzyku. Łatwiejsze byłoby również przechowywanie bez wykorzystania szczególnych pojemników i niskich temperatur.

Jadalne szczepionki – czy gmo może być szkodliwe?

Czym jest GMO? GMO to skrót od określenia Genetically Modified Organisms, co w tłumaczeniu na język polski oznacza genetycznie zmodyfikowane organizmy. Jadalne szczepionki i gmo, które jest wykorzystywane do ich produkcji to nowoczesne technologie, które wciąż wzbudzają wiele wątpliwości. Większość z nich wynika głównie ze strachu przed tym, co nienaturalne. Modyfikacje genetyczne wciąż kojarzą się z czymś nieznanym i szkodliwym. W praktyce jednak modyfikacje genetyczne są jedynie technologią nadawania roślinom nowych cech takich jak np. wytwarzanie antygenów.

Większość obaw wiąże się z krótkim okresem występowania takiej roślinności, co ograniczyło możliwość dokładnego poznania ich wpływu na organizm człowieka. Szkodliwe działanie takich zmian genotypów jak dotąd nie zostało udowodnione a produkcja roślin transgenicznych jest bardzo niewielka. Pojawiające się niezwykle często hasła „bez GMO” na produktach spożywczych nie są jednak sposobem wyróżnienia szczególnych, wyjątkowych produktów a sprytną metodą marketingową wykorzystującą niepewność konsumentów.

Czy jadalne szczepionki wkrótce zastąpią te tradycyjne?

Produkcja szczepionek jadalnych opartych na genetycznie modyfikowanych roślinach przynosi ze sobą szereg niepodważalnych korzyści. Na ten moment jest to jednak technologia nowa i jak dotąd szczepionki takie pozostają w fazie badań przedklinicznych. Ich skuteczność badana jest głównie u myszy i sporo czasu będzie musiało upłynąć zanim na stałe zostaną wprowadzone w wakcynologii.

Celem badań jest jak najszersze poznanie żywności modyfikowanej genetycznie. Biotechnologia zmienia bowiem rośliny poprzez wprowadzenie obcego genu, co może wiązać się z niepożądanymi, szkodliwymi działaniami. Jeżeli dalsze badania nie doprowadzą do udowodnienia szkodliwości gmo to jadalne szczepionki pozostaną wielką nadzieją wakcynologii. Jeżeli uda się osiągnąć skuteczność takiej formy szczepienia w przypadku większej ilości bakterii i wirusów to czekać nas może medyczna rewolucja i globalny spadek zachorowań na niektóre z zakaźnych chorób.