Από τα ενισχυτικά Covid έως τα ετήσια εμβόλια γρίπης, οι περισσότεροι από εμάς αναρωτιόμαστε: Γιατί τόσα πολλά, τόσο συχνά;

Υπάρχει λόγος για ενημέρωση των εμβολίων. Οι ιοί μεταλλάσσονται γρήγορα, κάτι που μπορεί να τους βοηθήσει να ξεφύγουν από το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού, θέτοντας σε κίνδυνο μόλυνσης τα άτομα που είχαν εμβολιαστεί στο παρελθόν. Χρησιμοποιώντας τη μοντελοποίηση τεχνητής νοημοσύνης, οι επιστήμονες μπόρεσαν όλο και περισσότερο προβλέψτε πώς θα εξελιχθούν οι ιοί. Αλλά μεταλλάσσονται γρήγορα, και συνεχίζουμε να παίζουμε catch up.

Μια εναλλακτική στρατηγική είναι να σπάσει ο κύκλος με ένα καθολικό εμβόλιο που μπορεί να εκπαιδεύσει τον οργανισμό να αναγνωρίζει έναν ιό παρά τη μετάλλαξη. Ένα τέτοιο εμβόλιο θα μπορούσε να εξαλείψει νέα στελέχη της γρίπης, ακόμα κι αν ο ιός έχει μετατραπεί σε σχεδόν μη αναγνωρίσιμες μορφές. Η στρατηγική θα μπορούσε επίσης να φέρει τελικά α εμβόλιο για ανθρώπους όπως ο HIV, που έχει μέχρι στιγμής διαβόητα διαφεύγει δεκαετιών προσπαθειών.

Αυτό το μήνα, μια ομάδα από το UC California Riverside, με επικεφαλής τον Dr. Shou-Wei Ding, σχεδίασε ένα εμβόλιο που απελευθέρωσε ένα εκπληκτικό συστατικό του ανοσοποιητικού συστήματος του οργανισμού έναντι των εισβολέων ιών.

Σε μωρά ποντίκια χωρίς λειτουργικά ανοσοκύτταρα για την αποτροπή λοιμώξεων, το εμβόλιο υπερασπίστηκε τις θανατηφόρες δόσεις ενός θανατηφόρου ιού. Η προστασία διήρκεσε τουλάχιστον 90 ημέρες μετά την αρχική βολή.

Η στρατηγική βασίζεται σε μια αμφιλεγόμενη θεωρία. Τα περισσότερα φυτά και μύκητες έχουν μια έμφυτη άμυνα ενάντια στους ιούς που κόβουν το γενετικό τους υλικό. Ονομάζεται παρεμβολή RNA (RNAi), οι επιστήμονες έχουν συζητήσει εδώ και καιρό εάν ο ίδιος μηχανισμός υπάρχει στα θηλαστικά—συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.

«Είναι ένα απίστευτο σύστημα γιατί μπορεί να προσαρμοστεί σε οποιονδήποτε ιό», δήλωσε ο Δρ Olivier Voinnet στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας, ο οποίος υποστήριξε τη θεωρία με τον Ding, είπε Φύση στα τέλη του 2013.

Ένα Κρυφό Σύμπαν RNA

Τα μόρια RNA συνήθως συνδέονται με τη μετάφραση γονιδίων σε πρωτεΐνες.

Αλλά δεν είναι μόνο βιολογικοί αγγελιοφόροι. Ένα ευρύ φάσμα μικρών μορίων RNA περιφέρεται στα κύτταρά μας. Ορισμένα πρωτεϊνικά συστατικά μεταφέρουν μέσω του κυττάρου κατά τη μετάφραση του DNA. Άλλοι αλλάζουν τον τρόπο έκφρασης του DNA και μπορεί ακόμη και να λειτουργούν ως μέθοδος κληρονομικότητας.

Αλλά θεμελιώδη για την ανοσία είναι μικρά παρεμβαλλόμενα μόρια RNA ή siRNA. Στα φυτά και στα ασπόνδυλα, αυτά τα μόρια είναι φαύλοι υπερασπιστές έναντι των ιικών επιθέσεων. Για να αναπαραχθούν, οι ιοί πρέπει να παραβιάσουν τον μηχανισμό του κυττάρου ξενιστή για να αντιγράψουν το γενετικό τους υλικό - συχνά, είναι το RNA. Τα κύτταρα που εισβάλλουν αναγνωρίζουν το ξένο γενετικό υλικό και εξαπολύουν αυτόματα επίθεση.

Κατά τη διάρκεια αυτής της επίθεσης, που ονομάζεται παρεμβολή RNA, το κύτταρο τεμαχίζει το γονιδίωμα RNA του εισβάλλοντος ιού σε μικροσκοπικά κομμάτια-siRNA. Στη συνέχεια, το κύτταρο εκτοξεύει αυτά τα ιικά μόρια siRNA στο σώμα για να ειδοποιήσει το ανοσοποιητικό σύστημα. Τα μόρια πιάνουν επίσης απευθείας το γονιδίωμα των ιών που εισβάλλουν, εμποδίζοντάς τον να αναπαραχθεί.

Ιδού η ουσία: Τα εμβόλια που βασίζονται σε αντισώματα συνήθως στοχεύουν σε μία ή δύο θέσεις σε έναν ιό, καθιστώντας τα ευάλωτα σε μετάλλαξη σε περίπτωση που αυτές οι θέσεις αλλάξουν τη σύνθεση τους. Η παρεμβολή RNA δημιουργεί χιλιάδες μόρια siRNA που καλύπτουν ολόκληρο το γονιδίωμα — ακόμα κι αν ένα μέρος ενός ιού μεταλλάσσεται, το υπόλοιπο εξακολουθεί να είναι ευάλωτο στην επίθεση.

Αυτό το ισχυρό αμυντικό σύστημα θα μπορούσε να λανσάρει μια νέα γενιά εμβολίων. Υπάρχει μόνο ένα πρόβλημα. Ενώ έχει παρατηρηθεί σε φυτά και μύγες, έχει παρατηρηθεί αν υπάρχει και στα θηλαστικά εξαιρετικά αμφιλεγόμενο.

«Πιστεύουμε ότι το RNAi είναι αντιικό για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια», δήλωσε ο Ding είπε Φύση το 2013. "Γιατί εμείς τα θηλαστικά θα απορρίπτουμε μια τόσο αποτελεσματική άμυνα;"

Φυσικοί ιικοί δολοφόνοι

Στη μελέτη του 2013 in ΕπιστήμηΟ Ding και οι συνεργάτες του πρότειναν ότι τα θηλαστικά έχουν επίσης έναν αντιϊκό μηχανισμό siRNA — απλώς καταστέλλεται από ένα γονίδιο που μεταφέρεται από τους περισσότερους ιούς. Με το όνομα Β2, το γονίδιο δρα σαν «φρένο», καταπνίγοντας οποιαδήποτε απόκριση παρεμβολής RNA από τα κύτταρα ξενιστές καταστρέφοντας την ικανότητά τους να δημιουργούν αποσπάσματα siRNA.

Η απαλλαγή από το B2 θα πρέπει να επαναφέρει τις παρεμβολές RNA στην ταχύτητα. Για να αποδείξουμε τη θεωρία, η ομάδα κατασκεύασε γενετικά έναν ιό χωρίς λειτουργικό γονίδιο Β2 και προσπάθησε να μολύνει κύτταρα χάμστερ και ανοσοκατεσταλμένα μωρά ποντίκια. Ονομάζεται ιός Nodamura, μεταδίδεται από τα κουνούπια στη φύση και είναι συχνά θανατηφόρος.

Αλλά χωρίς Β2, ακόμη και μια θανατηφόρα δόση του ιού έχασε τη μολυσματική της δύναμη. Τα μωρά ποντίκια δημιούργησαν γρήγορα μια μεγάλη δόση μορίων siRNA για να καθαρίσουν τους εισβολείς. Ως αποτέλεσμα, η μόλυνση δεν επικράτησε ποτέ και τα πλάσματα —ακόμα και όταν ήταν ήδη ανοσοκατεσταλμένα— επιβίωσαν.

«Πιστεύω πραγματικά ότι η απόκριση RNAi σχετίζεται τουλάχιστον με ορισμένους ιούς που μολύνουν τα θηλαστικά». είπε Ο Ντινγκ εκείνη την ώρα.

Εμβόλια Νέας Εποχής

Πολλά εμβόλια περιέχουν είτε μια νεκρή είτε μια ζωντανή αλλά τροποποιημένη εκδοχή ενός ιού για την εκπαίδευση του ανοσοποιητικού συστήματος. Όταν το σώμα βρίσκεται ξανά αντιμέτωπο με τον ιό, το σώμα παράγει Τ κύτταρα για να σκοτώσουν τον στόχο, Β κύτταρα που αντλούν αντισώματα και άλλα κύτταρα «μνήμης» του ανοσοποιητικού για να προειδοποιήσουν για μελλοντικές επιθέσεις. Αλλά τα αποτελέσματά τους δεν διαρκούν πάντα, ειδικά εάν ένας ιός μεταλλάσσεται.

Αντί να συγκεντρώνει τα Τ και Β κύτταρα, η ενεργοποίηση της απόκρισης siRNA του σώματος προσφέρει έναν άλλο τύπο ανοσολογικής άμυνας. Αυτό μπορεί να γίνει με τη διαγραφή του γονιδίου Β2 σε ζωντανούς ιούς. Αυτοί οι ιοί μπορούν να μορφοποιηθούν σε έναν νέο τύπο εμβολίου, τον οποίο η ομάδα εργάζεται για να αναπτύξει, βασιζόμενη στην παρεμβολή RNA για να αποκρούσει τους εισβολείς. Η προκύπτουσα πλημμύρα μορίων siRNA που προκαλείται από το εμβόλιο θα παρείχε, θεωρητικά, κάποια προστασία έναντι μελλοντικής μόλυνσης.

«Εάν φτιάξουμε έναν μεταλλαγμένο ιό που δεν μπορεί να παράγει την πρωτεΐνη για να καταστείλει το RNAi [παρεμβολή RNA] μας, μπορούμε να αποδυναμώσουμε τον ιό. Μπορεί να αναπαραχθεί σε κάποιο επίπεδο, αλλά στη συνέχεια χάνει τη μάχη με την απόκριση RNAi του ξενιστή», δήλωσε ο Ding είπε σε δελτίο τύπου για την πιο πρόσφατη μελέτη. «Ένας ιός που εξασθενεί με αυτόν τον τρόπο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εμβόλιο για την ενίσχυση του ανοσοποιητικού μας συστήματος RNAi».

In η μελέτη, η ομάδα του δοκίμασε τη στρατηγική κατά του ιού Nodamura αφαιρώντας το γονίδιο Β2 του.

Η ομάδα εμβολίασε μωρά και ενήλικα ποντίκια, και τα δύο ήταν γενετικά ανοσοκατεσταλμένα καθώς δεν μπορούσαν να αναπτύξουν άμυνες των Τ κυττάρων ή των Β κυττάρων. Σε μόλις δύο ημέρες, η βολή προστάτευσε πλήρως τα ποντίκια από μια θανατηφόρα δόση ιού και το αποτέλεσμα κράτησε πάνω από τρεις μήνες.

Οι ιοί είναι πιο επιβλαβείς για τους ευάλωτους πληθυσμούς - βρέφη, ηλικιωμένους και ανοσοκατεσταλμένα άτομα. Λόγω του εξασθενημένου ανοσοποιητικού τους συστήματος, τα τρέχοντα εμβόλια δεν είναι πάντα τόσο αποτελεσματικά. Η ενεργοποίηση του siRNA θα μπορούσε να είναι μια εναλλακτική στρατηγική που σώζει ζωές.

Αν και λειτουργεί σε ποντίκια, μένει να φανεί αν οι άνθρωποι ανταποκρίνονται παρόμοια. Αλλά υπάρχουν πολλά να περιμένουμε. Η πρωτεΐνη «φρένο» Β2 έχει επίσης βρεθεί σε πολλούς άλλους κοινούς ιούς, όπως ο δάγκειος πυρετός, η γρίπη και μια οικογένεια ιών που προκαλούν πυρετό, εξάνθημα και φουσκάλες.

Η ομάδα εργάζεται ήδη σε ένα νέο εμβόλιο κατά της γρίπης, χρησιμοποιώντας ζωντανούς ιούς χωρίς την πρωτεΐνη Β2. Εάν είναι επιτυχές, το εμβόλιο θα μπορούσε ενδεχομένως να γίνει ως ρινικό σπρέι - ξεχάστε το τρύπημα με τη βελόνα. Και αν η θεωρία τους για το siRNA ισχύει, ένα τέτοιο εμβόλιο θα μπορούσε να αποκρούσει τον ιό ακόμη και όταν μεταλλάσσεται σε νέα στελέχη. Το βιβλίο θα μπορούσε επίσης να προσαρμοστεί για να αντιμετωπίσει τις νέες παραλλαγές του Covid, το RSV ή οτιδήποτε άλλο μας βάλει η φύση στη συνέχεια.

Αυτή η στρατηγική εμβολίου είναι «ευρέως εφαρμόσιμη σε οποιονδήποτε αριθμό ιών, είναι ευρέως αποτελεσματική έναντι οποιασδήποτε παραλλαγής ιού και ασφαλής για ένα ευρύ φάσμα ανθρώπων», ο συγγραφέας της μελέτης Δρ Ρονγκ Χάι είπε στο δελτίο τύπου. «Αυτό θα μπορούσε να είναι το καθολικό εμβόλιο που αναζητούσαμε».

Image Credit: Νταϊάνα Πολεχίνα / Unsplash

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://singularityhub.com/2024/04/22/a-universal-vaccine-against-any-viral-variant-a-new-study-suggest-its-possible/