Úřad pro potraviny a léčiva USA

Rozhovor s Danielou Verthelyi, vedoucí laboratoře imunologie, Úřad pro biotechnologické produkty, Úřad pro kvalitu léčiv, CDER

Aby bylo možné účinně regulovat výrobky, které diagnostikují, léčí nebo zabraňují infekčním onemocněním, musí vědci a recenzenti ve Středisku pro hodnocení léčiv a výzkum porozumět bakteriím, virům a parazitům, kteří způsobují nemoci. Vědci v CDER provádějí mnoho programů, jejichž cílem je pokrok v regulační vědě a výzkumu patogenů – původců, kteří způsobují infekce nebo nemoci. V Úřadu pro biotechnologické produkty CDER se zkoumá mnoho patogenů – od bakterií přenášených potravinami a krví přes infekce způsobené parazity až po viry, jako je například virus Zika. Úkolem úřadu CDER je podporovat veřejné zdraví prostřednictvím přezkumu, regulace a výzkumu potenciálních léčebných postupů. Jak studium bakterií a virů pomáhá při vývoji a přezkumu léčiv? Pojďme to prozkoumat.

Začneme od základů. Co jsou patogeny?

Patogeny zahrnují viry, bakterie, plísně a parazity, které napadají tělo a mohou způsobovat zdravotní problémy. Anthrax, HIV, virus Epsteina-Barrové a virus Zika a mnoho dalších jsou příklady patogenů, které způsobují závažná onemocnění.

Proč je výzkum patogenů důležitý?

Klíčovou součástí našeho poslání je zajistit, aby rozhodnutí týkající se schvalování léčiv byla založena na nejlepších dostupných vědeckých poznatcích. K tomu nám pomáhají odborné znalosti a přímé zkušenosti s novými chorobami a nejnovějšími technologiemi pro diagnostiku a léčbu. Úřad CDER reguluje mnoho přípravků používaných k léčbě pacientů s infekčními onemocněními způsobenými patogeny, takže je důležité, abychom rozuměli tomu, jak se z infekcí stávají nemoci a jak patogeny působí v lidském těle.

Jak váš výzkum pomáhá při vývoji a schvalování léčiv?

Výzkum nám pomáhá pochopit některé problémy, které se mohou vyskytnout při vývoji potenciálních léčivých přípravků pro konkrétní infekční onemocnění. Musíme se ujistit, že při posuzování potenciální léčby klademe správné otázky. Čím lépe porozumíme patogenům a přípravkům používaným k léčbě infekčních onemocnění, které způsobují, tím lépe budeme regulovat přípravky k jejich léčbě. Na základě našich znalostí můžeme pochopit, jaké otázky je třeba klást, abychom se mohli zabývat potenciálními bezpečnostními problémy. Můžeme například využít zvířecí modely, abychom pochopili změny, které korelují s ochranou, a použít je jako biomarkery. Stručně řečeno, znalosti, které získáme z našeho výzkumu, se často promítnou do cílenějších přezkumů a rychlejšího schvalování léčby infekcí.

Uveďte příklady důležitých objevů z výzkumu CDER

Dr. David Frucht (zastupující ředitel DBRR II) vyvinul myší modely s infekcí antraxu v krvi. To nám umožnilo zkoumat interakce mezi hostitelem a patogenem a studovat účinnost potenciální léčby.

Další úspěch se dostavil během loňské epidemie eboly. Laboratoř vedená Dr. Kathleen Clouseovou (ředitelkou DBRR I) vyvinula lepší vyšetřovací postupy pro studium viru eboly pomocí neinfekčních složek viru ke studiu toho, jak virus vstupuje do lidských buněk a infikuje je. Nyní jsme schopni testovat potenciální léčbu, která blokuje vstup nebo replikaci viru ebola, aniž bychom byli vystaveni použití infekčního viru. Její laboratoř vyvíjí podobný systém pro virus Zika.

Moje laboratoř vyvinula nový model infekce virem Zika u imunologicky kompetentních myší. Jedná se o myší model, který nám umožní studovat imunitní odpověď na virus. Tím, že pochopíme, které imunitní buňky jsou důležité v reakci na infekci virem Zika a které přispívají ke vzniku onemocnění, můžeme lépe vyhodnocovat rizika navrhovaných terapeutik.

Jaký je stručný přehled patogenů, které se v současné době studují

Laboratoře v OBP se zabývají širokou škálou patogenů. Studujeme Bacillus anthracis, který způsobuje infekci antraxu, potenciálně smrtelné infekční onemocnění. Laboratoř Dr. Fruchta pracuje s oslabenou verzí této bakterie, která není schopna způsobit antrax u lidí, ale přesto je velmi užitečná ke studiu.

Dalším je virus Epsteina-Barrové, který je jedním z nejrozšířenějších virů u lidí a způsobuje infekční mononukleózu.

Samozřejmě je tu virus lidské imunodeficience – HIV, který studuje také laboratoř Dr. Clouse. Jak víte, tento virus se šíří některými tělními tekutinami a napadá imunitní systém organismu, konkrétně podskupinu T lymfocytů, často nazývaných T buňky. Časem může HIV zničit tolik těchto buněk, že se tělo nedokáže bránit infekcím, které jsou u lidí bez HIV snadno řešitelné.

Někdy moje laboratoř pracuje na mikrobech, které slouží jako modely pro jiné, patogennější mikroby. Například studie, které moje laboratoř provádí na virech Sindbis a Tacaribe, slouží jako modely pro studium jiných virů, které jsou pro člověka vysoce patogenní, jako jsou viry Ebola, Junin a Machupo, které způsobují hemoragickou horečku. Na těchto modelech konkrétně posuzujeme vliv infekce a možných terapeutik na centrální nervový systém, zejména u novorozenců.

Některé viry se v laboratoři používají jednoduše jako nástroje. Například virus vezikulární stomatitidy (VSV) se v laboratoři používá jako nástroj ke studiu role proteinů jiných virů. VSV pomáhá vědcům posoudit účinek těchto proteinů, aniž by museli použít celý virus, což umožňuje bezpečné studium patogenu.

A moje laboratoř se také zabývá virem Zika, o kterém jsme tolik slyšeli. Ačkoli virus Zika obvykle způsobuje mírné onemocnění podobné chřipce, je spojován s problémy ve vývoji nervového systému a s Guillain-Barreho syndromem, autoimunitním onemocněním, které se týká nervového systému. Tato zjištění zdůraznila naléhavou potřebu nové diagnostiky, léčby a vakcín. Naše laboratoř využila poznatky získané při práci s virem Tacaribe k vývoji nového modelu infekce, který je reprezentativnější pro lidské onemocnění než stávající zvířecí modely. Na tomto modelu zkoumáme, zda imunitní reakce na virus hraje v některých případech infekce virem Zika vedoucí k neurologickému onemocnění škodlivou roli. Poznání typů imunitních reakcí, které mohou být spojeny s nežádoucími účinky, pomáhá hodnotitelům zaměřit se na možné problémy s bezpečností kandidátů na léčbu.

Proč je imunitním reakcím věnována taková pozornost?

V naší laboratoři studujeme imunitní reakce, protože příznaky u mnoha infekčních onemocnění jsou zčásti způsobeny patogenem a zčásti jsou vedlejším účinkem boje, který imunitní systém svádí, aby patogen eliminoval. Již jsem se například zmínil o viru Tacaribe. Při této infekci má silná imunitní reakce na virus za následek poškození mozečku, části mozku, která se zabývá rovnováhou. Dáváme dohromady to, co se dozvídáme o patogenech, a to, co víme o mechanismu účinku přípravku, aby nám to pomohlo předvídat možná rizika a abychom mohli klást sponzorům správné otázky.

Vyskytují se všechny zkoumané patogeny ve Spojených státech?

Nemusí. Například parazit leishmania, kterého studujeme s pomocí demonstračního grantu od Světové zdravotnické organizace, se v této zemi nevyskytuje, ale jedná se o opomíjenou nemoc, která postihuje miliony lidí na celém světě. Za zmínku stojí, že se stala problémem veřejného zdraví, když američtí vojáci odjeli na Blízký východ. Mnoho z nich se vrátilo domů postižených leishmaniózou.

Jaké jsou příznaky této infekce?

Leishmanióza se šíří kousnutím písečných much. Někteří nakažení lidé nevykazují žádné příznaky ani známky onemocnění. Ale ti, u kterých se objeví známky infekce, mají na kůži vředy, jejichž hojení může někdy trvat až rok.

Jak vaše laboratoř určuje priority výzkumu?

Vychází z významu pro veřejné zdraví a z toho, co bude potřeba k regulaci antimikrobiální a antivirové terapie. Na začátku roku 2016 vyhlásila Světová zdravotnická organizace virus Zika za mimořádnou událost pro veřejné zdraví mezinárodního významu. Úřad CDER zahájil výzkum tohoto viru, protože jsme věděli, že brzy budeme muset regulovat malomolekulární léčiva a biologickou léčbu. Vytvoření modelů pro studium viru Zika a jeho účinků na centrální nervový systém je důležité pro vývoj a regulaci terapeutik a vakcín proti viru Zika. Sledujeme však také to, co může přijít v budoucnu, a to jak z hlediska patogenů, které se mohou stát problematickými, tak se vyvíjejí nová terapeutika a přístupy k jejich kontrole.

Jak bezpečná je práce s potenciálně infekčními patogeny?

Personál, který pracuje v laboratoři, je důkladně proškolen, jak pracovat s patogeny velmi bezpečně. V laboratořích platí přísná pravidla a předpisy, jejichž cílem je zajistit bezpečnost zkoušejících a pomocného personálu. V některých případech nejsou kmeny virů nebo bakterií, které používáme při výzkumu, pro člověka patogenní, včetně kmene antraxu používaného v jedné z laboratoří. Nicméně i v takovém případě je náš výzkum prováděn za použití všech požadovaných postupů a kontrolních opatření. Fyzická izolace je například zajištěna prací v biologicky bezpečných kuklách a používáním laboratoří s „podtlakem vzduchu“. Tento typ systému umožňuje, aby vzduch proudil do izolované místnosti, ale neunikal z místnosti, ve které se pracuje. Nic nemůže unikat do hlavní laboratoře a na chodby, takže nedochází k ohrožení lidí v areálu školy.

Naši lidé navíc používají osobní ochranné prostředky (OOP), které je chrání před infekcí. Před odchodem z laboratoře také pečlivě dodržují postupy pro odstranění osobních ochranných prostředků, aby se případné patogeny ještě více omezily. A konečně, každé středisko má tým vědců, kteří se věnují zajištění bezpečnosti laboratoře.