Ανθρώπινα εμβόλια φυτικής προέλευσης: Μια καινοτόμος τάση της αγρο-βιοτεχνολογίας και ευκαιρία ανάπτυξης της ντόπιας αγρο-φαρμακολογίας

των Γιώργου Ζακυνθινού¹ και Αλέξανδρου Παπαχατζή²

Τα εμβόλια είναι βιολογικά παρασκευάσματα που βελτιώνουν την ανοσία σε συγκεκριμένες ασθένειες και αποτελούν σημαντική καινοτομία της έρευνας του 19ου αιώνα. Πρόκειται για παράγοντες που διεγείρουν το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού να αναγνωρίσει το αντιγόνο. Τα φυτά υπήρξαν πηγή φαρμακευτικών ουσιών και εξακολουθούν να είναι εδώ και αιώνες.

Οι πρόσφατες τάσεις του αιώνα που ανατέλλει στην αγρο-βιοτεχνολογία είναι η χρήση και η βελτίωση των θεραπευτικών ρόλων των φυτών σε σημαντικό επίπεδο πέρα από τη χρήση τους ως εργοστάσια παραγωγής αντιπαθογόνων-φαρμακευτικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των αντιικών.

Σήμερα η δημιουργία και χρήση του βρώσιμου εμβολίου φυτικής προέλευσης, το οποίο μπορεί να προκαλέσει ανοσολογική αντίδραση στον καταναλωτή, είναι μια σοβαρή καινοτομία. Μελέτες τα τελευταία πέντε χρόνια έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στην έκφραση αντιγόνων εμβολίων σε βρώσιμα φύλλα (ειδικά μαρούλια), επεξεργασία φύλλων ή σπόρων μέσω λυοφιλοποίησης και στην επίτευξη της σταθερότητας και της αποτελεσματικότητας του αντιγόνου μετά από παρατεταμένη αποθήκευση σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος.

Από τα συμβατικά εμβόλια στα εμβόλια τροφής

Παρόλο που τα συμβατικά εμβόλια κατά των μολυσματικών ασθενειών έχουν χορηγηθεί για χρόνια, η ανακάλυψη βρώσιμων εμβολίων με βάση τα φυτά μπορεί ενδεχομένως να τα αντικαταστήσει εντελώς στο μέλλον. Οι πιθανοί περιορισμοί στη χρήση των συμβατικών εμβολίων διαπιστώθηκε ότι ξεπερνιούνται από τα διά του στόματος εμβόλια. Οι άνθρωποι και τα ζώα δεν θα εξαρτώνται πλέον από την τυπική ή τη συστηματική χορήγηση των εμβολίων, αλλά θα λαμβάνουν απλώς τα εμβόλια ως συνήθη τροφή.

Για τον σκοπό αυτόν, το γονίδιο ενδιαφέροντος εισάγεται στο φυτό μέσω μετασχηματισμού και η έκφραση συγκεκριμένου αντιγόνου λαμβάνεται σε φυτικά προϊόντα, τα οποία στη συνέχεια καταναλώνονται από ανθρώπους ή ζώα. Ως εκ τούτου, τα φυτά μπορούν να χρησιμεύσουν ως βιο-αντιδραστήρες ή βιο-εργοστάσια για την παραγωγή βρώσιμων εμβολίων.

Οι φυτικές καλλιέργειες και τα φρούτα είναι ιδανικά συστήματα ξενιστών για παραγωγή εμβολίων από το στόμα. Τα πιθανά είδη φυτών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή φαρμακευτικών πρωτεϊνών περιλαμβάνουν μηδική, καρότο, μαρούλι, ντομάτα, πατάτα, αραβόσιτο, σόγια, ρύζι και μπανάνα. Επί του παρόντος, όπως αναφέρεται στη βιβλιογραφία, το βρώσιμο εμβόλιο έχει αναπτυχθεί για κτηνιατρική και ανθρώπινη χρήση. Η κύρια πρόκληση που αντιμετωπίζει είναι η αποδοχή του από τον πληθυσμό, ώστε να είναι αναγκαία η συνειδητοποίηση της κοινωνίας σχετικά με τη χρήση και τα οφέλη του.

Σε σύγκριση με άλλα παραδοσιακά εμβόλια, τα βρώσιμα εμβόλια είναι οικονομικά αποδοτικά, αποτελεσματικά και ασφαλή. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, υπάρχουν σήμερα προϊόντα που έχουν δοκιμαστεί σε κλινικές δοκιμές σε πρώιμη φάση και δείχνουν ασφάλεια και αποτελεσματικότητα. Μεταξύ αυτών είναι εμβόλια βλεννογόνου για διαρροϊκές παθήσεις, ηπατίτιδα Β και λύσσα, ενέσιμα εμβόλια για λέμφωμα μη Hodgkin, στελέχη H1N1 και H5N1 του ιού της γρίπης Α, νόσος Newcastle σε πουλερικά και τοπικά αντισώματα για τη θεραπεία της τερηδόνας και του HIV.

Σημαντική παρέμβαση για τον πόνο του ενέσιμου εμβολίου

Τα εμβόλια κατάφεραν να μειώσουν τη θνησιμότητα και τη νοσηρότητα, αλλά τα περισσότερα από αυτά χορηγούνται ενδομυϊκά ή ενδοφλεβίως. Συνδέονται με πόνο στο μωρό και φέρνουν πολύ άγχος στους γονείς. Επίσης, έχει σημειωθεί σημαντική αύξηση στον αριθμό των ενέσεων που απαιτούνται στα πρώτα δύο χρόνια της ζωής των μωρών και των μικρών παιδιών για την ολοκλήρωση του προγράμματος του εμβολιασμού.

Ως εκ τούτου, υπάρχει ανάγκη να έχουμε ένα ανώδυνο σύστημα χορήγησης εμβολίου. Πολυάριθμες νέες οδοί εμβολιασμού, όπως η στοματική, η ρινική και η δια-δερμική χορήγηση δοκιμάζονται.

Η από του στόματος λήψη εμβολίου για την πολιομυελίτιδα και τη ενδορινική γρίπη έχουν ήδη επιτυχία. Άλλες νέες προσεγγίσεις, όπως τα βρώσιμα εμβόλια, τα ρινικά σπρέι, τα παρασκευάσματα ξηρής σκόνης, τα ενθυλακωμένα αντιγόνα, ενισχύουν την τάση για παραγωγή και διάθεση ανώδυνων εμβολίων. Πολλά από αυτά επίσης βρίσκονται υπό κλινικές δοκιμές. Η χορήγηση εμβολίων χωρίς πόνο θα εξασφαλίσει καλύτερη συμμόρφωση με το πρόγραμμα εμβολιασμού. Το βρώσιμο εμβόλιο είναι μια ασυνήθιστη και νέα ιδέα.

Συμπερασματικά

Η παραγωγή των διάφορων βιολογικών υλικών που αποτελούν τα σύγχρονα εμβόλια και διαγνωστικά αντιδραστήρια είναι μια καλά αναπτυγμένη επιστήμη, αλλά εξαιρετικά δαπανηρή. Η κτηνιατρική και ειδικότερα η ανθρώπινη παραγωγή εμβολίων απαιτεί ορθή πρακτική παρασκευής. Συνήθως περιλαμβάνει αποστειρωμένα κυτταρικά συστήματα περικλείοντας βακτηριακά, ζυμομυκητικά ή μυκητιακά και ζωικά κύτταρα που καλλιεργούνται σε ιδιαίτερα ελεγχόμενα περιβάλλοντα, τα οποία είναι δαπανηρά και να εγκατασταθούν και να διατηρηθούν.

Είναι βιβλιογραφικά τεκμηριωμένο ότι τα διαγνωστικά και τα εμβόλια για ασθένειες μπορεί να είναι τα ίδια και να χρησιμοποιηθούν τόσο για ανθρώπους όσο και για ζώα. Εντούτοις, ένα πιθανό πρόβλημα που παρεμποδίζει την ευρύτερη υιοθέτηση αρχών μιας υγιεινής είναι ότι η χρήση συνηθισμένων συστημάτων κυτταρικής ζύμωσης για την παραγωγή ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως διαγνωστικά ή εμβόλια, είναι συχνά δαπανηρή και δεν είναι εύκολo να πολλαπλασιαστεί.

Μια λύση σε αυτό μπορεί να είναι η χρήση φυτών ή φυτικών κυττάρων που λειτουργούν ως βιοαντιδραστήρες: Η μοριακή καλλιέργεια ή η παραγωγή βιολογικών φυτικών εμβολίων είναι τώρα μια καλά εδραιωμένη επιστήμη, με πολλές και σημαντικές αποδείξεις αποτελεσματικότητας για ειδικά εμβόλια σε ζώα.

Τα φυτικά εμβόλια είναι ένα είδος εμβολίων που εισάγουν αντιγόνα κατά συγκεκριμένων παθογόνων σε ένα επιλεγμένο φυτό. Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει πάνω από 200 πρωτεΐνες που εκφράζονται σε φυτά. Αυτά τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα καταδεικνύουν ένα καλύτερο μέλλον για τα φυτικά εμβόλια.

1) Καθηγητής Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου, Διευθυντής του θεσμοθετημένου Εργαστηρίου Τροφοθρεπτικών Προϊόντων και Λειτουργικών Τροφίμων.

2) Καθηγητής – Διευθυντής Θεσμοθετημένου Εργαστηρίου Δενδρο-κηπευτικών και Εδαφικών Πόρων του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας.