De la stimulente Covid la vaccinuri anuale împotriva gripei, cei mai mulți dintre noi ne întrebăm: De ce atât de multe, atât de des?

Există un motiv pentru a actualiza vaccinurile. Virușii mută rapid, ceea ce îi poate ajuta să scape de sistemul imunitar al organismului, punând persoanele vaccinate anterior în pericol de infecție. Folosind modelarea AI, oamenii de știință au reușit din ce în ce mai mult preziceți cum vor evolua virușii. Dar se transformă rapid, iar noi încă ne jucăm să ajungem din urmă.

O strategie alternativă este de a rupe ciclul cu un vaccin universal care poate antrena organismul să recunoască un virus în ciuda mutației. Un astfel de vaccin ar putea eradica noi tulpini de gripă, chiar dacă virusul s-a transformat în forme aproape de nerecunoscut. De asemenea, strategia ar putea aduce în sfârșit a vaccin pentru persoane precum HIV, care a avut până acum eludat notoriu decenii de eforturi.

Luna aceasta, o echipă de la UC California Riverside, condusă de Dr. Shou-Wei Ding, a conceput un vaccin care a dezlănțuit o componentă surprinzătoare a sistemului imunitar al organismului împotriva virusurilor invadatoare.

La puii de șoareci fără celule imunitare funcționale pentru a evita infecțiile, vaccinul a apărat împotriva dozelor letale ale unui virus mortal. Protecția a durat cel puțin 90 de zile după împușcarea inițială.

Strategia se bazează pe o teorie controversată. Majoritatea plantelor și ciupercilor au o apărare înnăscută împotriva virușilor care le distrug materialul genetic. Denumită interferență ARN (ARNi), oamenii de știință au dezbătut mult timp dacă același mecanism există la mamifere, inclusiv la oameni.

„Este un sistem incredibil pentru că poate fi adaptat oricărui virus”, dr. Olivier Voinnet de la Institutul Federal de Tehnologie Elvețian, care a susținut teoria cu Ding, a spus Natură la sfarsitul 2013.

Un univers ARN ascuns

Moleculele de ARN sunt de obicei asociate cu traducerea genelor în proteine.

Dar ei nu sunt doar mesageri biologici. O gamă largă de molecule mici de ARN cutreieră celulele noastre. Unele componente proteice transportă prin celulă în timpul translației ADN-ului. Alții schimbă modul în care ADN-ul este exprimat și pot chiar acționa ca o metodă de moștenire.

Dar fundamentale pentru imunitate sunt moleculele mici de ARN interferente sau siRNA-urile. La plante și nevertebrate, aceste molecule sunt apărători vicioase împotriva atacurilor virale. Pentru a se replica, virușii trebuie să deturneze mașina celulei gazdă pentru a-și copia materialul genetic - adesea, este ARN. Celulele invadate recunosc materialul genetic străin și lansează automat un atac.

În timpul acestui atac, numit interferență ARN, celula taie genomul ARN al virusurilor invadatoare în bucăți minuscule – ARNsi. Celula aruncă apoi aceste molecule virale de siRNA în organism pentru a alerta sistemul imunitar. De asemenea, moleculele se prind direct de genomul virusurilor invadatoare, blocându-l de la replicare.

Iată decizia: vaccinurile bazate pe anticorpi vizează de obicei una sau două locații ale unui virus, făcându-le vulnerabile la mutație în cazul în care acele locații își schimbă structura. Interferența ARN generează mii de molecule siARN care acoperă întregul genom - chiar dacă o parte a unui virus suferă mutații, restul este încă vulnerabil la atac.

Acest puternic sistem de apărare ar putea lansa o nouă generație de vaccinuri. Există o singură problemă. Deși a fost observat la plante și muște, dacă există și la mamifere a fost extrem de controversat.

„Credem că ARNi a fost antiviral de sute de milioane de ani”, Ding a spus Natură în 2013. „De ce am arunca noi mamiferele o apărare atât de eficientă?”

Ucigași virali născuți naturali

În studiul din 2013 in Ştiinţă, Ding și colegii au sugerat că mamiferele au, de asemenea, un mecanism antiviral siRNA - este doar reprimat de o genă purtată de majoritatea virusurilor. Numită B2, gena acționează ca o „frână”, sufocând orice răspuns la interferența ARN din celulele gazdă prin distrugerea capacității acestora de a face fragmente de siRNA.

A scăpa de B2 ar trebui să reacționeze interferența ARN-ului. Pentru a demonstra teoria, echipa a creat genetic un virus fără o genă B2 funcțională și a încercat să infecteze celulele de hamster și puii de șoareci imunodeprimați. Numit virusul Nodamura, este transmis de țânțari în sălbăticie și este adesea mortal.

Dar fără B2, chiar și o doză letală de virus și-a pierdut puterea infecțioasă. Puii de șoareci au generat rapid o doză mare de molecule de siARN pentru a elimina invadatorii. Drept urmare, infecția nu a luat naștere niciodată, iar creaturile – chiar și atunci când erau deja imunodeprimate – au supraviețuit.

„Cred cu adevărat că răspunsul ARNi este relevant pentru cel puțin unii viruși care infectează mamiferele.” a spus Ding la acea vreme.

Vaccinuri New Age

Multe vaccinuri conțin fie o versiune moartă, fie o versiune vie, dar modificată a unui virus pentru a antrena sistemul imunitar. Când se confruntă din nou cu virusul, organismul produce celule T pentru a ucide ținta, celule B care pompează anticorpi și alte celule imunitare de „memorie” pentru a alerta împotriva atacurilor viitoare. Dar efectele lor nu durează întotdeauna, mai ales dacă un virus suferă mutații.

În loc să ralieze celulele T și B, declanșarea răspunsului siRNA al organismului oferă un alt tip de apărare imunitară. Acest lucru se poate face prin ștergerea genei B2 din virușii vii. Acești viruși pot fi formulați într-un nou tip de vaccin, pe care echipa a lucrat să-l dezvolte, bazându-se pe interferența ARN pentru a îndepărta invadatorii. Fluxul rezultat de molecule de siRNA declanșat de vaccin ar oferi, teoretic, și o anumită protecție împotriva infecțiilor viitoare.

„Dacă facem un virus mutant care nu poate produce proteina care să ne suprime ARNi [interferența ARN], putem slăbi virusul. Se poate replica la un anumit nivel, dar apoi pierde lupta față de răspunsul ARNi al gazdei”, Ding a spus într-un comunicat de presă despre cel mai recent studiu. „Un virus slăbit în acest fel poate fi folosit ca vaccin pentru întărirea sistemului nostru imunitar ARNi.”

In studiul, echipa sa a încercat strategia împotriva virusului Nodamura prin eliminarea genei sale B2.

Echipa a vaccinat bebeluși și șoareci adulți, ambii fiind imunocompromiși genetic, deoarece nu au putut să monteze apărarea celulelor T sau B. În doar două zile, o singură lovitură a protejat pe deplin șoarecii împotriva unei doze mortale de virus, iar efectul a durat peste trei luni.

Virusurile sunt cele mai dăunătoare populațiilor vulnerabile - sugari, bătrâni și indivizi imunocompromiși. Din cauza sistemului imunitar slăbit, vaccinurile actuale nu sunt întotdeauna la fel de eficiente. Declanșarea siRNA ar putea fi o strategie alternativă salvatoare.

Deși funcționează la șoareci, rămâne de văzut dacă oamenii răspund în mod similar. Dar sunt multe de așteptat. Proteina B2 „frână” a fost găsită și în multe alte viruși obișnuiți, inclusiv dengue, gripă și o familie de viruși care provoacă febră, erupții cutanate și vezicule.

Echipa lucrează deja la un nou vaccin antigripal, folosind viruși vii fără proteina B2. Dacă are succes, vaccinul ar putea fi făcut ca un spray nazal - uitați de lovitura cu ac. Și dacă teoria lor ARNsi rezistă, un astfel de vaccin ar putea respinge virusul chiar dacă acesta se transformă în tulpini noi. Caietul de joc ar putea fi, de asemenea, adaptat pentru a aborda noile variante de Covid, RSV sau orice ne-ar arunca natura.

Această strategie de vaccin este „aplicabilă pe scară largă oricărui număr de viruși, eficientă pe scară largă împotriva oricărei variante de virus și sigură pentru un spectru larg de oameni”, autorul studiului, Dr. Rong Hai a spus în comunicatul de presă. „Acesta ar putea fi vaccinul universal pe care l-am căutat.”

Credit imagine: Diana Polekhina / Unsplash

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://singularityhub.com/2024/04/22/a-universal-vaccine-against-any-viral-variant-a-new-study-suggest-its-possible/