واکسنی برای پیشگیری از همه گیری جهانی بعدی

دانشمندان واکسنی برای جلوگیری از شیوع همه گیری جهانی بعدی می سازند، چرا که ویروس های جدید می توانند از حیوانات به انسان سرایت کنند و نگرانی های بهداشت عمومی جهانی را افزایش دهند.

محققان مؤسسه فناوری ماساچوست(MIT) و مؤسسه فناوری کالیفرنیا(Caltech) گام های مهمی در توسعه واکسنی برداشته اند که می تواند در برابر انواع در حال ظهور ویروس SARSCoV2 که ویروس مسئول ایجاد بیماری کووید19 است و همچنین کروناویروس های مرتبط به نام ساربکوویروس(sarbecoviruses) محافظت کند.

این ویروس ها می توانند از حیوانات به انسان ها سرایت کنند و نگرانی های بهداشت عمومی جهانی را افزایش دهند.

به نقل از اس ای، ویروس SARSCoV2 تنها ویروس در خانواده ساربکوویروس نیست. این خانواده از ویروس ها همچنین شامل ویروس «سارس» است که در اوایل دهه 2000 باعث شیوع گسترده ای شد.

پیشگیری از بیماری همه گیر بعدی

سویه های کنونی که در حیات وحش، به ویژه خفاش ها و پستانداران مختلف در گردش هستند، به طور بالقوه می توانند انسان ها را در آینده آلوده کنند.

محققان برای مقابله با این تهدید، واکسن جدیدی طراحی کرده اند که از تکنیک های پیشرفته ایمنی شناسی و مدل های محاسباتی استفاده می کند.

سنگ بنای این واکسن ابتکاری، استفاده از نانوذرات است. این تیم با اتصال حداکثر هشت نسخه مجزا از پروتئین های متصل شونده به گیرنده ساربکوویروس یا RBDها به این نانوذرات، واکسنی ایجاد کرده است که تولید آنتی بادی هایی را که مناطق RBD را هدف قرار می دهند و به طور قابل توجهی در بین سویه های مختلف ویروسی پایدار می مانند، ایجاد کرده است.

این طرح به طور قابل توجهی احتمال جهش های ویروسی را که می توانند از پاسخ ایمنی ایجاد شده توسط واکسن ها فرار کنند، کاهش می دهد.

پروفسور آروپ کی چاکرابورتی(Arup K. Chakraborty)، استاد مؤسسه جان ام. دویچ(John M. Deutch) در MIT و یکی از اعضای مؤسسه مهندسی و علوم پزشکی MIT و مؤسسه راگون(Ragon) و دانشگاه هاروارد می گوید: این پروژه نشان می دهد که چگونه ادغام روش های محاسباتی با تحقیقات ایمنی شناسی می تواند بسیار مؤثر باشد.

چاکرابورتی و پاملا بیورکمن(Pamela Bjorkman)، استادان زیست شناسی و مهندسی بیولوژیکی در مؤسسه فناوری کالیفرنیا و نویسندگان ارشد این مطالعه پیشگامانه هستند که به تازگی در مجله Cell منتشر شده است.

این پژوهش توسط اریک وانگ(Eric Wang)، دانشجوی دکترا در مؤسسه فناوری کالیفرنیا، با کمک دکتر الکساندر کوهن(Alexander Cohen) و یک دانشجو به نام لوئیس کالدرا(Luis Caldera) رهبری شد.

این تحقیق بر اساس تلاش های قبلی به رهبری بیورکمن و کوهن انجام شده است که نانوذره ای ایجاد کردند که هشت پروتئین RBD مختلف ساربکوویروس را نشان می دهد.

پروتئین متصل شونده به گیرنده ساربکوویروس یا RBD، بخش مهمی از پروتئین سنبله ویروسی است که ورود ویروس به سلول های میزبان را تسهیل می کند و هدف اصلی آنتی بادی های محافظ است.

به طور معمول، نواحی درون RBD که می توانند جهش پیدا کنند، بیشتر به آنتی بادی های سنتی ناشی از واکسن حساس هستند.

آنتی بادی های تولید شده توسط واکسن های mRNA کووید19 کنونی، این مناطق متغیر و به راحتی قابل دسترسی را هدف قرار می دهند که دلیل اصلی این است که چرا به روزرسانی ها اغلب برای مقابله با سویه های جدید مورد نیاز است.

یک واکسن جدید

در مقابل، هدف این واکسن جدید، تحریک تولید آنتی بادی هایی است که مناطق مشترک و پایدار درون RBD هایی را که احتمال جهش کمتری دارند، هدف قرار می دهند. این رویکرد گسترده تر می تواند حفاظت پایدارتری در برابر ساربکوویروس های مختلف ایجاد کند.

مکانیسم پشت این واکسن شامل تحریک سلول های B است که گیرنده هایی را ایجاد می کنند که به آنتی بادی تبدیل می شوند.

این گیرنده ها برای فعالیت مؤثر، بهترین عملکرد را در هنگام مواجهه با چندین نسخه از یک آنتی ژن برای اتصال دارند. متأسفانه مناطق حفاظت شده RBD ها کمتر در دسترس هستند و باعث می شود سلول های B اغلب مناطق متغیرتر را هدف قرار دهند.

این واکسن نانوذراتی، 60 نسخه RBD از هشت آربوویروس مرتبط را برای مقابله با این چالش ترکیب می کند.

تنوع پروتئین های نمایش داده شده بر روی هر نانوذره، احتمال احاطه RBDهای یکسان را به حداقل می رساند و این احتمال را افزایش می دهد که یک گیرنده سلول B به طور مؤثر مناطق حفاظت شده را شناسایی کند و به آنها متصل شود.

کوهن توضیح می دهد: ایده پشت واکسن ما این است که با استفاده از چندین RBD مختلف روی نانوذره، بتوانیم سلول های B را کنیم که می توانند مناطق حفاظت شده مشترک را شناسایی کنند و به آن واکنش نشان دهند. این در نهایت منجر به پاسخ آنتی بادی متقاطع تر می شود و می تواند راه را برای اثرات محافظتی گسترده تر هموار کند.

نتایج امیدوارکننده از مطالعات حیوانی نشان داده است که این واکسن، پاسخ قوی آنتی بادی را در برابر طیف وسیعی از انواع ویروس SARSCoV2 و سایر ساربکوویروس ها القاء می کند.

این واکسن همچنین زمانی که حیوانات با ویروس SARSCoV2 و ویروس اصلی سارس به چالش کشیده می شوند، محافظت ایجاد می کند.

محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا به دنبال تحقیقات قبلی منتشر شده در سال های 2021 و 2022، با آزمایشگاه چاکرابورتی در MIT برای کشف روش های محاسباتی و کشف ترکیب های RBD که می تواند پاسخ های آنتی بادی قوی تری را در برابر متنوعی از ساربکوویروس ها ایجاد کند، همکاری کرد.

این پروژه شامل دو استراتژی اصلی بود. اول غربالگری محاسباتی در مقیاس بزرگ از جهش های بالقوه در RBD ویروس SARSCoV2 و دوم ارزیابی انواع RBD طبیعی موجود در ساربکوویروس ها.

در رویکرد اول، این تیم با سویه SARSCoV2 اصلی شروع کرد و حدود 800 هزار توالی را با معرفی تغییرات در مکان هایی که بر اتصال آنتی بادی تأثیر می گذارند، توسعه دادند.

در حالی که مبارزه با کووید19 ادامه دارد، این کار پیشگامانه بر اهمیت تحقیق و نوآوری مداوم در تولید واکسن برای جلوتر ماندن از تهدیدات ویروسی در حال تکامل تأکید می کند.