Fra Covid-boostere til årlige influenza-skud undrer de fleste af os: Hvorfor så mange, så ofte?

Der er en grund til at opdatere vacciner. Vira muterer hurtigt, hvilket kan hjælpe dem med at undslippe kroppens immunsystem, hvilket udsætter tidligere vaccinerede mennesker i risiko for infektion. Ved at bruge AI-modellering har forskere i stigende grad været i stand til det forudsige, hvordan vira vil udvikle sig. Men de muterer hurtigt, og vi spiller stadig ind.

En alternativ strategi er at bryde cyklussen med en universel vaccine, der kan træne kroppen til at genkende en virus trods mutation. En sådan vaccine kan udrydde nye influenza-stammer, selvom virussen har forvandlet sig til næsten uigenkendelige former. Strategien kunne også endelig bringe en vaccine til personer som HIV, som har hidtil notorisk unddraget årtiers indsats.

Denne måned, et hold fra UC California Riverside, ledet af Dr. Shou-Wei Ding, designet en vaccine der udløste en overraskende komponent af kroppens immunsystem mod invaderende vira.

Hos babymus uden funktionelle immunceller til at afværge infektioner, forsvarede vaccinen mod dødelige doser af en dødelig virus. Beskyttelsen varede mindst 90 dage efter det første skud.

Strategien bygger på en kontroversiel teori. De fleste planter og svampe har et medfødt forsvar mod virus, der hugger deres arvemateriale op. Kaldet RNA-interferens (RNAi), har forskere længe diskuteret, om den samme mekanisme findes hos pattedyr - inklusive mennesker.

"Det er et utroligt system, fordi det kan tilpasses til enhver virus," Dr. Olivier Voinnet ved det schweiziske føderale institut for teknologi, som forkæmper teorien med Ding, fortalt Natur i slutningen af ​​2013.

Et skjult RNA-univers

RNA-molekyler er normalt forbundet med oversættelsen af ​​gener til proteiner.

Men de er ikke kun biologiske budbringere. En bred vifte af små RNA-molekyler strejfer rundt i vores celler. Nogle shuttle proteinkomponenter gennem cellen under oversættelsen af ​​DNA. Andre ændrer, hvordan DNA udtrykkes og kan endda fungere som en metode til nedarvning.

Men grundlæggende for immunitet er små interfererende RNA-molekyler eller siRNA'er. Hos planter og hvirvelløse dyr er disse molekyler ondskabsfulde forsvarere mod virale angreb. For at replikere skal vira kapere værtscellens maskineri for at kopiere deres genetiske materiale - ofte er det RNA. De invaderede celler genkender det fremmede genetiske materiale og starter automatisk et angreb.

Under dette angreb, kaldet RNA-interferens, hugger cellen de invaderende viruss RNA-genom i små bidder – siRNA. Cellen spyr derefter disse virale siRNA-molekyler ind i kroppen for at advare immunsystemet. Molekylerne griber også direkte ind i de invaderende viruss genom og blokerer det for at replikere.

Her er kickeren: Vacciner baseret på antistoffer retter sig normalt mod et eller to steder på en virus, hvilket gør dem sårbare over for mutationer, hvis disse steder ændrer deres makeup. RNA-interferens genererer tusindvis af siRNA-molekyler, der dækker hele genomet - selvom en del af en virus muterer, er resten stadig sårbare over for angrebet.

Dette kraftfulde forsvarssystem kunne lancere en ny generation af vacciner. Der er kun et problem. Mens det er blevet observeret i planter og fluer, har det været om det findes hos pattedyr meget kontroversiel.

"Vi tror, ​​at RNAi har været antiviralt i hundreder af millioner af år," Ding fortalt Natur i 2013. "Hvorfor skulle vi pattedyr dumpe et så effektivt forsvar?"

Natural Born Viral Killers

I undersøgelsen fra 2013 in Videnskab, Ding og kolleger foreslog, at pattedyr også har en antiviral siRNA-mekanisme - den bliver bare undertrykt af et gen, der bæres af de fleste vira. Døbt B2 fungerer genet som en "bremse", der kvæler ethvert RNA-interferensrespons fra værtsceller ved at ødelægge deres evne til at lave siRNA-fragmenter.

At slippe af med B2 bør sparke RNA-interferens tilbage i gear. For at bevise teorien, gensplejsede holdet en virus uden et fungerende B2-gen og forsøgte at inficere hamsterceller og immunkompromitterede babymus. Kaldet Nodamura-virus, det overføres af myg i naturen og er ofte dødeligt.

Men uden B2 mistede selv en dødelig dosis af virussen sin smitsomme kraft. Babymusene genererede hurtigt en stor dosis siRNA-molekyler for at rydde ud af angriberne. Som et resultat fik infektionen aldrig fat, og væskerne overlevede – selv når de allerede var immunkompromitterede.

"Jeg tror virkelig, at RNAi-responset er relevant for i det mindste nogle vira, der inficerer pattedyr," sagde Ding dengang.

New-Age-vacciner

Mange vacciner indeholder enten en død eller en levende, men modificeret version af en virus til at træne immunsystemet. Når man står over for virussen igen, producerer kroppen T-celler for at dræbe målet, B-celler, der pumper antistoffer ud, og andre immun-"hukommelses"-celler for at advare mod fremtidige angreb. Men deres virkninger varer ikke altid, især hvis en virus muterer.

I stedet for at samle T- og B-celler, udløser kroppens siRNA-respons en anden form for immunforsvar. Dette kan gøres ved at slette B2-genet i levende vira. Disse vira kan formuleres til en ny type vaccine, som teamet har arbejdet på at udvikle, baseret på RNA-interferens for at afværge angribere. Den resulterende oversvømmelse af siRNA-molekyler udløst af vaccinen ville i teorien også give en vis beskyttelse mod fremtidig infektion.

"Hvis vi laver en mutant virus, der ikke kan producere proteinet til at undertrykke vores RNAi [RNA-interferens], kan vi svække virussen. Det kan replikere til et eller andet niveau, men taber derefter kampen til værtens RNAi-svar,” Ding sagde i en pressemeddelelse om den seneste undersøgelse. "En virus svækket på denne måde kan bruges som en vaccine til at booste vores RNAi-immunsystem."

In Studiet, forsøgte hans team strategien mod Nodamura-virus ved at fjerne dets B2-gen.

Holdet vaccinerede baby- og voksne mus, som begge var genetisk immunkompromitterede ved, at de ikke kunne opbygge T-celle- eller B-celleforsvar. På kun to dage beskyttede det enkelte skud musene fuldt ud mod en dødelig dosis virus, og effekten varede over tre måneder.

Vira er mest skadelig for sårbare befolkningsgrupper - spædbørn, ældre og immunkompromitterede individer. På grund af deres svækkede immunsystem er de nuværende vacciner ikke altid så effektive. At udløse siRNA kunne være en livreddende alternativ strategi.

Selvom det virker på mus, er det stadig uvist, om mennesker reagerer på samme måde. Men der er meget at se frem til. B2 "bremse"-proteinet er også blevet fundet i mange andre almindelige vira, herunder dengue, influenza og en familie af vira, der forårsager feber, udslæt og blærer.

Holdet arbejder allerede på en ny influenzavaccine, der bruger levende vira uden B2-proteinet. Hvis det lykkes, kan vaccinen potentielt fremstilles som en næsespray – glem nålestikket. Og hvis deres siRNA-teori holder stik, kan en sådan vaccine afværge virussen, selvom den muterer til nye stammer. Spillebogen kunne også tilpasses til at tackle nye Covid-varianter, RSV, eller hvad naturen nu kaster efter os.

Denne vaccinestrategi er "bredt anvendelig til et vilkårligt antal vira, bredt effektiv mod enhver variant af en virus og sikker for et bredt spektrum af mennesker," undersøgelsesforfatter Dr. Rong Hai sagde i pressemeddelelsen. "Dette kunne være den universelle vaccine, som vi har ledt efter."

Billede Credit: Diana Polekhina / Unsplash

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
• PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
• PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
• Kilde: https://singularityhub.com/2024/04/22/a-universal-vaccine-against-any-viral-variant-a-new-study-suggest-its-possible/