نگراني‌ بهداشت عمومي جهاني از ويروس هاي جديد

محققان مؤسسه فناوري ماساچوست(MIT) و مؤسسه فناوري کاليفرنيا(Caltech) گام‌هاي مهمي در توسعه واکسني برداشته‌اند که مي‌تواند در برابر انواع در حال ظهور ويروس SARS-CoV-2 که ويروس مسئول ايجاد بيماري کوويد-19 است و همچنين کروناويروس‌هاي مرتبط به نام ساربکوويروس(sarbecoviruses) محافظت کند.

به گزارش ايسنا، اين ويروس‌ها مي‌توانند از حيوانات به انسان‌ها سرايت کنند و نگراني‌هاي بهداشت عمومي جهاني را افزايش دهند.

به نقل از اس‌اي، ويروس SARS-CoV-2 تنها ويروس در خانواده ساربکوويروس نيست. اين خانواده از ويروس‌ها همچنين شامل ويروس «سارس» است که در اوايل دهه 2000 باعث شيوع گسترده‌اي شد.

پيشگيري از بيماري همه‌گير بعدي

سويه‌هاي کنوني که در حيات وحش، به‌ويژه خفاش‌ها و پستانداران مختلف در گردش هستند، به طور بالقوه مي‌توانند انسان‌ها را در آينده آلوده کنند.

محققان براي مقابله با اين تهديد، واکسن جديدي طراحي کرده‌اند که از تکنيک‌هاي پيشرفته ايمني‌شناسي و مدل‌هاي محاسباتي استفاده مي‌کند.

سنگ بناي اين واکسن ابتکاري، استفاده از نانوذرات است. اين تيم با اتصال حداکثر هشت نسخه مجزا از پروتئين‌هاي متصل شونده به گيرنده ساربکوويروس يا RBDها به اين نانوذرات، واکسني ايجاد کرده است که توليد آنتي‌بادي‌هايي را که مناطق RBD را هدف قرار مي‌دهند و به ‌طور قابل‌توجهي در بين سويه‌هاي مختلف ويروسي پايدار مي‌مانند، ايجاد کرده است.

اين طرح به طور قابل توجهي احتمال جهش‌هاي ويروسي را که مي‌توانند از پاسخ ايمني ايجاد شده توسط واکسن‌ها فرار کنند، کاهش مي‌دهد.

پروفسور آروپ کي چاکرابورتي(Arup K. Chakraborty)، استاد مؤسسه جان ام. دويچ(John M. Deutch) در MIT و يکي از اعضاي مؤسسه مهندسي و علوم پزشکي MIT و مؤسسه راگون(Ragon) و دانشگاه هاروارد مي‌گويد: اين پروژه نشان مي‌دهد که چگونه ادغام روش‌هاي محاسباتي با تحقيقات ايمني‌شناسي مي‌تواند بسيار مؤثر باشد.

چاکرابورتي و پاملا بيورکمن(Pamela Bjorkman)، استادان زيست‌شناسي و مهندسي بيولوژيکي در مؤسسه فناوري کاليفرنيا و نويسندگان ارشد اين مطالعه پيشگامانه هستند که به تازگي در مجله Cell منتشر شده است.

اين پژوهش توسط اريک وانگ(Eric Wang)، دانشجوي دکترا در مؤسسه فناوري کاليفرنيا، با کمک دکتر الکساندر کوهن(Alexander Cohen) و يک دانشجو به نام لوئيس کالدرا(Luis Caldera) رهبري شد.

اين تحقيق بر اساس تلاش‌هاي قبلي به رهبري بيورکمن و کوهن انجام شده است که نانوذره‌اي ايجاد کردند که هشت پروتئين RBD مختلف ساربکوويروس را نشان مي‌دهد.

پروتئين متصل شونده به گيرنده ساربکوويروس يا RBD، بخش مهمي از پروتئين سنبله ويروسي است که ورود ويروس به سلول‌هاي ميزبان را تسهيل مي‌کند و هدف اصلي آنتي‌بادي‌هاي محافظ است.

به طور معمول، نواحي درون RBD که مي‌توانند جهش پيدا کنند، بيشتر به آنتي‌بادي‌هاي سنتي ناشي از واکسن حساس هستند.

آنتي‌بادي‌هاي توليد شده توسط واکسن‌هاي mRNA کوويد-19 کنوني، اين مناطق متغير و به‌راحتي قابل دسترسي را هدف قرار مي‌دهند که دليل اصلي اين است که چرا به‌روزرساني‌ها اغلب براي مقابله با سويه‌هاي جديد مورد نياز است.

يک واکسن جديد

در مقابل، هدف اين واکسن جديد، تحريک توليد آنتي‌بادي‌هايي است که مناطق مشترک و پايدار درون RBD‌هايي را که احتمال جهش کمتري دارند، هدف قرار مي‌دهند. اين رويکرد گسترده‌تر مي‌تواند حفاظت پايدارتري در برابر ساربکوويروس‌هاي مختلف ايجاد کند.

مکانيسم پشت اين واکسن شامل تحريک سلول‌هاي B است که گيرنده‌هايي را ايجاد مي‌کنند که به آنتي‌بادي تبديل مي‌شوند.

اين گيرنده‌ها براي فعاليت مؤثر، بهترين عملکرد را در هنگام مواجهه با چندين نسخه از يک آنتي‌ژن براي اتصال دارند. متأسفانه مناطق حفاظت‌شده RBD‌ها کمتر در دسترس هستند و باعث مي‌شود سلول‌هاي B اغلب مناطق متغيرتر را هدف قرار دهند.

اين واکسن نانوذراتي، 60 نسخه RBD از هشت آربوويروس مرتبط را براي مقابله با اين چالش ترکيب مي‌کند.

تنوع پروتئين‌هاي نمايش داده شده بر روي هر نانوذره، احتمال احاطه RBDهاي يکسان را به حداقل مي‌رساند و اين احتمال را افزايش مي‌دهد که يک گيرنده سلول B به طور مؤثر مناطق حفاظت شده را شناسايي کند و به آنها متصل شود.

کوهن توضيح مي‌دهد: ايده پشت واکسن ما اين است که با استفاده از چندين RBD مختلف روي نانوذره، بتوانيم سلول‌هاي B را انتخاب کنيم که مي‌توانند مناطق حفاظت‌شده مشترک را شناسايي کنند و به آن واکنش نشان دهند. اين در نهايت منجر به پاسخ آنتي‌بادي متقاطع‌تر مي‌شود و مي‌تواند راه را براي اثرات محافظتي گسترده‌تر هموار کند.

نتايج اميدوارکننده از مطالعات حيواني نشان داده است که اين واکسن، پاسخ قوي آنتي‌بادي را در برابر طيف وسيعي از انواع ويروس SARS-CoV-2 و ساير ساربکوويروس‌ها القاء مي‌کند.

اين واکسن همچنين زماني که حيوانات با ويروس SARS-CoV-2 و ويروس اصلي سارس به چالش کشيده مي‌شوند، محافظت ايجاد مي‌کند.

محققان مؤسسه فناوري کاليفرنيا به دنبال تحقيقات قبلي منتشر شده در سال‌هاي 2021 و 2022، با آزمايشگاه چاکرابورتي در MIT براي کشف روش‌هاي محاسباتي و کشف ترکيب‌هاي RBD که مي‌تواند پاسخ‌هاي آنتي‌بادي قوي‌تري را در برابر انتخاب متنوعي از ساربکوويروس‌ها ايجاد کند، همکاري کرد.

اين پروژه شامل دو استراتژي اصلي بود. اول غربالگري محاسباتي در مقياس بزرگ از جهش‌هاي بالقوه در RBD ويروس SARS-CoV-2 و دوم ارزيابي انواع RBD طبيعي موجود در ساربکوويروس‌ها.

در رويکرد اول، اين تيم با سويه SARS-CoV-2 اصلي شروع کرد و حدود 800 هزار توالي را با معرفي تغييرات در مکان‌هايي که بر اتصال آنتي‌بادي تأثير مي‌گذارند، توسعه دادند.

در حالي که مبارزه با کوويد-19 ادامه دارد، اين کار پيشگامانه بر اهميت تحقيق و نوآوري مداوم در توليد واکسن براي جلوتر ماندن از تهديدات ويروسي در حال تکامل تأکيد مي‌کند.