Inovații medicale: de ce avem șanse să învingem pandemia

Pandemii precum gripa spaniolă din 1918 au devastat omenirea de-a lungul istoriei, dar au grăbit și inovațiile în medicină. Un secol mai târziu, suntem din nou în fața unui virus necunoscut, dar înarmați cu mai mult decât aspirină și măști de tifon. Astăzi, avem tehnologia necesară pentru analize genetice complexe, tratamente antivirale și testăm zeci de medicamente și vaccinuri. Medicina a evoluat într-un ritm fără precedent în ultimii 100 de ani și avem șanse să câștigăm mai repede bătălia cu noul virus.

Pandemia de coronavirus ar putea lua proporțiile celei de gripă spaniolă din 1918, spunea recent celebrul Anthony Fauci, epidemiologul care conduce lupta anti-COVID-19 din SUA. „Aceasta este o pandemie de proporții istorice”, a declarat Fauci într-un webinar susținut pentru studenții Universității Georgetown. 

Gripa spaniolă a infectat aproape o treime din populația mondială de la acea vreme și a ucis cel puțin 50 de milioane de oameni, din primăvara lui 1918 și până în vara lui 1919. În pandemia de coronavirus ne-am întors de multe ori către cea mai devastatoare boală din istoria recentă a omenirii. „Istoria se repetă”, au spus unii după ce au comparat evoluția, rata deceselor sau viteza de răspândire a celor două virusuri.

De ce suntem tentați să comparăm situația în care ne aflăm acum cu cea din 1918? Motivul este foarte simplu: pentru că a luat sfârșit și ne poate oferi soluții salvatoare. 

Cum s-a încheiat pandemia din 1918

După valul final, din primăvara lui 1919, pandemia de gripă spaniolă s-a atenuat (dar virusul H1N1 de atunci nu a dispărut complet). Cum au reușit oamenii să câștige lupta cu un virus nou fără un vaccin antigripal și fără teste moleculare, fără tratamente antivirale și fără ventilație mecanică pentru bolnavii critic? Aspirina, măștile din tifon, dezinfectanții și distanțarea au fost singurele „arme” în cea mai mare pandemie a ultimului secol. Poate că au redus numărul victimelor, dar nu ele au pus capăt pandemiei. În realitate, până în 1920, populația a atins ceea ce numim acum imunitate „de turmă”. Prețul plătit a fost însă foarte mare și temerea este că vom avea aceeași soartă și acum. 

Măștile de protecție purtate de populație în pandemia din 1918 erau confecționate din straturi suprapuse de tifon. Ele nu ofereau o protecție la fel de bună precum cele de astăzi. 

În lumina ultimelor studii, care susțin că anticorpii împotriva virusului SARS-CoV-2 sunt de scurtă durată, atingerea imunității colective este acum sub semnul întrebării – deși avem și alte sisteme de apărare, cum sunt celulele T. Chiar dacă ar fi posibil ca 60-70% din populație să devină imună la noul virus în câțiva ani și pandemia să ia sfârșit în acest mod, inovația medicală ne va ajuta să o învingem mai devreme și victimele nu vor mai fi atât de multe.

Comparația pandemiei actuale cu cea de gripă spaniolă nu se poate face în aceiași termeni. La 100 de ani distanță, avem mult mai multe posibilități de intervenție timpurie. Comunitatea științifică s-a mobilizat cu o viteză fără precedent, cunoștințele medicale acumulate din 1918 și până acum sunt impresionante, iar tehnologia a avut o dezvoltare spectaculoasă în ultimul secol. 

Secvențierea genomului se face acum într-un timp-record

În 1918, medicii credeau că gripa era cauzată de o bacterie pe care o numeau Baccilus influenzae (cunoscută acum ca Hemophilus influenzae). Virologul american Richard Edwin Shope a intuit în acea perioadă că agentul patogen nu este bacterian, dar abia în 1932-1933 a fost izolat virusul gripal A din secrețiile nazale ale unor bolnavi. Autorii acestei performanțe medical au fost britanicii Wilson Smith, Sir Christopher Andrewes și Sir Patrick Laidlaw.

Un secol mai târziu, nu doar că putem identifica rapid agenții patogeni noi, dar deținem tehnologia pentru a secvenția genomul unui virus într-un timp-record. Cercetătorii din China au reușit această performanță în mai puțin de o lună și toate informațiile pe care le-au obținut au ajuns rapid la cercetători din întreaga lume. Secvențele genomice complete pot fi accesate ușor astăzi pentru că toate eforturile de cercetare se regăsesc în baze de date internaționale precum GenBank și GISAID. 

„Când mi-am luat doctoratul, în anii 1970, nu se făcea niciun fel de secvențiere. Nu puteai determina nicio secvență a genomului. Apoi, tehnologia a avansat în următorii ani. Când eram doctorand, treaba mea era să secvențiez genomul virusului poliomielitic. Mi-a luat un an, lucrând zi de zi, să-l secvențiez. Astăzi, o companie poate face asta în 30 de minute”, a povestit pentru Public Radio International (organizație americană de radio publică) profesorul de microbiologie și imunologie Vincent Racaniello, de la Universitatea Columbia. 

La ce este utilă secvențierea

În cazul unui virus nou, secvențierea genomului său oferă informații despre originea, sursa epidemiilor din diferite țări/regiuni și dinamica lor. Toate aceste date contribuie la stabilirea unor măsuri de sănătate publică menite să încetinească răspândirea virusului. Cel mai important, informațiile genetice despre virus vor ajuta la dezvoltarea tratamentelor și a vaccinurilor. De exemplu, vaccinul care previne infecția cu virusul Ebola a fost creat rapid datorită informațiilor obținute prin secvențierea genomului. 

Fiecare țară în parte poate analiza acum virusul care circulă pe teritoriul său. Primele informații genetice despre virusul care circulă în România au fost obținute la Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Medico-Militară „Cantacuzino”. La finalul lunii iunie, și echipa de cercetare Medlife a reușit secvențierea genomului SARS-CoV-2 din mai multe regiuni ale României. Analiza genetică a adus informații importante despre el. Acum știm că:

• Virusul care circulă pe teritoriul României își are originea în Wuhan. Identitatea de secvență cu virusul identificat în China este de 99,97%;
• El s-a transmis în România trecând prin țările europene, și nu provine direct din China, din alte țări asiatice sau de pe continentul american;
• Majoritatea cazurilor de infectare din diverse zone ale țării sunt, cel mai probabil, consecința răspândirii locale, și mai puțin a importului direct din afara țării;
• Mutațiile identificate la noi arată că este puțin probabil ca virusul să poată reinfecta pacienții care au trecut deja prin boală.

De la aspirină la tratamente antivirale

Tratamentul de bază în pandemia de gripă din 1918 era aspirina, produsă și comercializată în lume din 1899 de compania farmaceutică Bayer. Medicii prescriau pacienților infectați cu virusul gripal 30 de grame de aspirină pe zi, o doză toxică. Recomandările actuale spun că o doză zilnică mai mare de 4 grame este periculoasă. Intoxicația cu aspirină provoacă edem pulmonar și hiperventilație sau acumulare de lichid în plămâni. (Se crede chiar că o parte dintre decesele din timpul pandemiei de gripă spaniolă au fost provocate sau grăbite de dozele excesive de aspirină prescrise de medici atunci.)

În 1918, nu existau nici tratamente antivirale, nici antibiotice care să trateze complicații precum pneumonia. În aceste cazuri, medicii le administrau pacienților epinefrină (adrenalină), potrivit unui articol publicat de Universitatea Stanford. Când se instala cianoza, bolnavii primeau oxigen pe mască sau prin injectare sub piele. Scorțișoară pentru reducerea temperaturii, săruri de chinină pentru febră și durere, multe lichide, comprese reci pe frunte, băuturi calde și odihnă la pat – acestea erau tratamentele de bază împotriva virusului gripal care a devastat omenirea în urmă cu un secol. 

Între 1918 și 1919, medicii au experimentat diverse tratamente, dar toate aveau o susținere științifică limitată sau inexistentă. Unul singur a avut rezultate bune și a rămas un tratament valid până astăzi: plasma convalescentă la care ne-am întors și în pandemia de coronavirus. Sângele cu anticorpi prelevat de la bolnavi vindecați reducea cu 50% rata de mortalitate a celor care aveau infecție activă, au constatat medicii la acea vreme. Nu existau atunci metode de separare a plasmei de sânge, iar transfuzia de sânge se făcea direct între bolnavul cu infecția activă și cel vindecat.

Peste 180 de posibile tratamente împotriva infecției cu coronavirus

În acest moment, avem un singur tratament aprobat în Europa pentru tratarea infecției COVID-19: antiviralul remdesivir. El a fost autorizat de Comisia Europeană în statele UE pentru adulți și copii cu vârsta peste 12 ani și 40 kg. Creat inițial pentru tratarea bolii Ebola, remdesivir a fost evaluat și aprobat într-un interval de timp excepțional de scurt de Agenția Europeană pentru Medicamente (EMA). 

Alte câteva tratamente antivirale sunt în curs de evaluare pentru beneficiile pe care le-ar putea aduce bolnavilor infectați cu noul coronavirus. Unele se administrează deja în spitale, în cadrul unor studii de evaluare, inclusiv în România: lopinavir/ritonavir (Kaletra), favipiravir și umifenovir. Lor li se adaugă mai multe medicamente prescrise uzual în alte afecțiuni. Despre tratamentele administrate bolnavilor cu COVID-19 din România citiți în acest articol Smart Living.

Prima generație de ventilatoare mecanice, așa cum le știm astăzi, a apărut în anii 1940. Până atunci, bolnavii care aveau nevoie de respirație asistată mecanic erau imobilizați până la gât în cutii metalice numite „plămâni de fier”. În aceste cutii, presiunea negativă era alternată cu cea ambientală și se realiza astfel expansiunea ritmică a cavității toracice. Bolnavii puteau respira astfel mai ușor. „Plămânii de fier” erau folosiți frecvent pentru bolnavii cu poliomielită afectați de paralizie.

În total, sunt peste 180 de posibile medicamente împotriva bolii COVID-19 aflate în testare în diverse țări. Ele pot fi încadrate în trei categorii mari: tratamente care împiedică pătrunderea virusului în celule, medicamente care blochează replicarea virusului în celule și tratamente care diminuează impactul virusului asupra organelor. 

Vaccinuri cu o viteză fără precedent 

Din 1932, anul în care a fost izolat primul virus gripal, cercetările au continuat cu o viteză nemaiîntâlnită în lumea științifică până atunci. La scara istoriei, informațiile despre coronavirusuri sunt foarte recente:

• Între anii 1930 și 1940 au fost descoperit trei tipuri de coronavirusuri la animale domestice;
• În 1960 a fost izolat pentru prima dată un coronavirus uman, la un băiat cu simptome de răceală;
• În 1965, coronavirusul uman a fost cultivat în laborator;
• În 1967, apariția microscopului electronic a făcut posibilă analiza structurii lui. Atunci au fost identificați țepii (numiți spicule sau peplomere) caracteristici care formează coroana și care i-au inspirat numele;
• Din 2003, au fost descoperite cinci coronavirusuri umane. În total, șapte tipuri de coronavirusuri pot produce îmbolnăviri la oameni. Patru dintre ele sunt endemice – întâlnite frecvent la anumite categorii de persoane sau în anumite zone. 

Suntem în 2020 și, la numai șase decenii de la izolarea primului coronavirus, avem aproape 200 de vaccinuri candidate într-o competiție fără precedent care ar putea pune capăt pandemiei. Mai exact, pe lista actualizată la 30 septembrie de Organizația Mondială a Sănătății sunt 41 de vaccinuri în testare clinică, iar 10 dintre ele se află în ultima fază de testare. Alte 151 de vaccinuri sunt în diverse etape de evaluare preclinică (stadii inițiale). 

Încă de la începutul pandemiei, oamenii de știință au estimat că am putea avea un vaccin eficient în doar 18 luni. Mai multe centre de cercetare și companii farmaceutice au anunțat că vor publica rezultatul ultimelor studii clinice în luna octombrie, ceea ce înseamnă că producția la scară largă ar putea începe chiar din primele luni ale anului viitor. 

Care sunt etapele normale de testare a unui vaccin

Înainte ca un vaccin să fie autorizat și adus pe piață, acesta trebuie să treacă printr-un proces lung, complex și riguros de cercetare, urmat de mulți ani de testare pentru a respecta cerințele de reglementare stricte. În mod normal, întreg procesul de dezvoltare și testare durează între 12 și 15 ani.

Studiile clinice reprezintă o etapă esențială în dezvoltarea de noi vaccinuri. Ele sunt, de altfel, cea mai lungă și cea mai costisitoare etapă; investiţia în această etapă reprezintă aproximativ două treimi din costul mediu necesar pentru dezvoltarea unui nou vaccin. Procesul de cercetare in vederea elaborarii unui nou vaccin cuprinde mai multe etape esențiale:

Testarea preclinică

Înainte ca un vaccin să poată fi testat în studii clince pe oameni, acesta este investigat cu atenție în laborator. Etapa preclinică implică, de obicei, încercări pe animale. În cazul vaccinurilor împotriva SARS-CoV-2, autoritățile de reglementare au permis cercetătorilor să sară peste acest pas, pentru a grăbi procesul;

Faza studiilor clinice pe subiecți umani

Faza I implică un număr mic de voluntari (20-50 de persoane) și are scopul de a evalua siguranța, de a determina dozajul și de a identifica posibilele reacții adverse. Această fază durează între 12 și 18 luni. În faza II a studiilor clinice vorbim de 100-300 de voluntari, scopul fiind analizarea mai în detaliu a siguranței și imunogenității, a dozajului necesar și identificarea calendarului de administrare. Această fază poate dura 2 ani sau mai mult. În studiile de fază III sunt incluși 3.000 – 50.000 de voluntari. Aceasta este ultima fază pentru evaluarea siguranței și eficienței vaccinului la scară largă și analizarea administrării concomitent cu alte vaccinuri și tratamente. Faza III durează, în mod normal, cel puțin 2 ani. După toate aceste etape, vaccinul trebuie aprobat de agențiile de reglementare, în cazul nostru de Agenția Europeană a Medicamentului, și abia apoi poate ajunge la populație;

Studiile de faza IV sau farmacovigilența

Odată ce vaccinul ajunge pe piață, începe procesul de farmacovigilență, care presupune monitorizarea strictă a vaccinurilor pentru detectarea, analizarea, înțelegerea, prevenirea și comunicarea oricăror efecte adverse în urma imunizării sau a oricăror altor aspecte legate de vaccin sau de imunizare.

După validarea vaccinului în cadrul studiilor clinice și autorizarea lui, producția mai durează aproximativ 2-3 ani, în mod normal. Sunt 6 etape esențiale de producție: recepția materiei prime, producția de antigen, obținerea formulării, umplerea recipientelor de administrare, ambalarea și distribuția.

Cum a fost posibilă crearea unor vaccinuri atât de repede

Mai mulți experți în vaccinuri au explicat această dilemă pentru publicația The New York Times. Cel mai important aspect este că cercetările nu au pornit de la 0 în această pandemie. Din experiența epidemiilor SARS și MERS, provocate de virusuri din familia coronavirusului, am avut informații care s-au dovedit utile acum. Lupta cu alte virusuri similare din trecut, precum cele gripale și HIV, a contribuit la experiența companiilor farmaceutice în crearea de vaccinuri.

Virusurile SARS și SARS-CoV-2 sunt asemănătoare în proporție de aproape 80%, potrivit specialiștilor Societății Americane pentru Microbiologie. Ambele folosesc proteinele S ca să infecteze celulele umane. Având această informație, oamenii de știință au reușit să creeze un test diagnostic într-un timp foarte scurt. În 2003, în timpul pandemiei de SARS, companii farmaceutice precum Sanofi au ajuns în stadii avansate de cercetare pentru un vaccin. 

Cele mai importante 9 companii farmaceutice care s-au implicat în dezvoltarea de vaccinuri împotriva COVID-19 s-au angajat să respecte integritatea procesului ştiinţific, în contextul presiunii cu care se confruntă pentru a produce rapid un vaccin. Într-o declaraţie comună, producătorii au dat asigurări că vor transmite vaccinuri spre aprobare doar după demonstrarea siguranţei şi eficacităţii lor prin „studii clinice de amploare şi de înaltă calitate”’. Angajamentul este semnat de directorii executivi ai AstraZeneca, BioNTech, GlaxoSmithKline, Johnson&Johnson, Merck, Moderna, Novavax, Pfizer și Sanofi.

Vaccinurile anti-COVID-19 se bazează pe tehnologii noi

O parte dintre vaccinurile aflate în studii conțin virusul inactivat, dar cele mai multe se bazează pe tehnologii noi, care se folosesc de informațiile genetice obținute despre virus. 

Vaccinul produs de Universitatea Oxford, de exemplu, conține secțiuni mici din codul genetic al noului coronavirus. Cercetătorii le-au inserat într-un virus inofensiv care infectează cimpanzeii și au creat astfel un virus mai puțin periculos, dar care seamănă cu noul coronavirus suficient de mult încât să inducă un răspuns imun. Testele clinice efectuate până acum au demonstrat că acest vaccin declanșează un răspuns imunitar puternic. 

Alte centre de cercetare folosesc direct segmente ADN sau ARN din codul genetic al virusului. Odată injectate în corp, ele ar trebui să stimuleze producția unor proteine virale cu care sistemul nostru imunitar învață să lupte. Abordarea este foarte nouă, dar are avantajul că vaccinurile de acest fel pot fi produse mai rapid decât cele tradiționale. 

„Pandemiile din trecut au dus la inovații în domeniul vaccinării pentru boli precum pojarul, oreionul, rubeola, malaria și poliomielita”, spune Kelly Ronayne, profesor de istorie la Universitatea Adelphi, din New York, citată de History.com. Crizele medicale, în general, au accelerat progresul științific și au perfecționat politicile de sănătate publică. După gripa spaniolă, epidemiologia – ramură a medicinii care studiază cauzele și evoluția epidemiilor – a început să semene mai mult cu știința pe care o știm astăzi. Catastrofe precum cea din 1918 au dus la apariția sistemelor de sănătate centralizate, publice, care au crescut accesul populației la servicii medicale.