ตั้งแต่การฉีดวัคซีนป้องกันโควิดไปจนถึงการฉีดวัคซีนป้องกันไข้หวัดใหญ่ประจำปี พวกเราส่วนใหญ่มักสงสัยว่า: ทำไมจึงมีจำนวนมาก บ่อยมาก?

มีเหตุผลที่ต้องปรับปรุงวัคซีน ไวรัสกลายพันธุ์อย่างรวดเร็ว ซึ่งสามารถช่วยให้พวกมันหลุดพ้นจากระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย ส่งผลให้ผู้ที่ได้รับการฉีดวัคซีนก่อนหน้านี้เสี่ยงต่อการติดเชื้อ การใช้การสร้างแบบจำลอง AI ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำได้มากขึ้น ทำนายว่าไวรัสจะมีวิวัฒนาการอย่างไร- แต่พวกมันกลายพันธุ์เร็วมาก และเราก็ยังตามทันอยู่

กลยุทธ์ทางเลือกหนึ่งคือการทำลายวงจรด้วยวัคซีนสากลที่สามารถฝึกร่างกายให้จดจำไวรัสได้แม้จะมีการกลายพันธุ์ก็ตาม วัคซีนดังกล่าวสามารถกำจัดไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ใหม่ได้ แม้ว่าไวรัสจะเปลี่ยนเป็นรูปแบบที่แทบจะจำไม่ได้ก็ตาม ในที่สุดกลยุทธ์ก็สามารถนำมาซึ่ง วัคซีนสำหรับคนชอบเอชไอวีซึ่งมีจนถึงขณะนี้ หลบเลี่ยงอย่างฉาวโฉ่ ความพยายามหลายทศวรรษ

เดือนนี้ ทีมงานจาก UC California Riverside นำโดย Dr. Shou-Wei Ding ออกแบบวัคซีน ซึ่งปลดปล่อยองค์ประกอบอันน่าประหลาดใจของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายเพื่อต่อต้านไวรัสที่บุกรุกเข้ามา

ในหนูทารกที่ไม่มีเซลล์ภูมิคุ้มกันที่ทำหน้าที่ได้เพื่อป้องกันการติดเชื้อ วัคซีนจะป้องกันเชื้อไวรัสอันตรายถึงชีวิตได้ในขนาดที่อันตรายถึงชีวิต การป้องกันคงอยู่อย่างน้อย 90 วันหลังจากการยิงครั้งแรก

กลยุทธ์นี้อาศัยทฤษฎีที่ก่อให้เกิดความขัดแย้ง พืชและเชื้อราส่วนใหญ่มีการป้องกันโดยกำเนิดต่อไวรัสที่ทำลายสารพันธุกรรมของพวกมัน นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าการรบกวน RNA (RNAi) ถกเถียงกันมานานแล้วว่ากลไกเดียวกันนี้มีอยู่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือไม่ รวมถึงมนุษย์ด้วย

“มันเป็นระบบที่น่าทึ่งเพราะสามารถปรับให้เข้ากับไวรัสทุกชนิด” ดร. Olivier Voinnet จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิส ผู้ให้การสนับสนุนทฤษฎีนี้ร่วมกับ Ding บอก ธรรมชาติ ในช่วงปลาย 2013

จักรวาล RNA ที่ซ่อนอยู่

โมเลกุล RNA มักเกี่ยวข้องกับการแปลยีนเป็นโปรตีน

แต่พวกมันไม่ได้เป็นเพียงผู้ส่งสารทางชีววิทยาเท่านั้น โมเลกุล RNA ขนาดเล็กจำนวนมากท่องไปในเซลล์ของเรา ส่วนประกอบของโปรตีนกระสวยบางชนิดผ่านเซลล์ระหว่างการแปล DNA บางคนเปลี่ยนวิธีแสดงออกของ DNA และอาจทำหน้าที่เป็นวิธีการสืบทอดด้วยซ้ำ

แต่พื้นฐานของภูมิคุ้มกันก็คือโมเลกุล RNA หรือ siRNA ที่รบกวนขนาดเล็ก ในพืชและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง โมเลกุลเหล่านี้เป็นเกราะป้องกันการโจมตีของไวรัส ในการขยายพันธุ์ ไวรัสจำเป็นต้องจี้กลไกของเซลล์โฮสต์เพื่อคัดลอกสารพันธุกรรมของพวกมัน ซึ่งมักจะเป็น RNA เซลล์ที่ถูกบุกรุกจะจดจำสารพันธุกรรมแปลกปลอมและเริ่มการโจมตีโดยอัตโนมัติ

ในระหว่างการโจมตีนี้ ซึ่งเรียกว่าการรบกวน RNA เซลล์จะสับจีโนม RNA ของไวรัสที่บุกรุกออกเป็นชิ้นเล็กๆ – siRNA จากนั้นเซลล์จะพ่นโมเลกุล siRNA ของไวรัสเหล่านี้เข้าไปในร่างกายเพื่อแจ้งเตือนระบบภูมิคุ้มกัน โมเลกุลยังจับจีโนมของไวรัสที่บุกรุกโดยตรง เพื่อป้องกันไม่ให้มีการแบ่งตัว

ข้อดี: วัคซีนที่ใช้แอนติบอดีมักจะกำหนดเป้าหมายหนึ่งหรือสองตำแหน่งบนไวรัส ทำให้เสี่ยงต่อการกลายพันธุ์หากตำแหน่งเหล่านั้นเปลี่ยนรูปแบบ การรบกวนของ RNA จะสร้างโมเลกุล siRNA หลายพันโมเลกุลที่ครอบคลุมจีโนมทั้งหมด แม้ว่าส่วนหนึ่งของไวรัสจะกลายพันธุ์ แต่ส่วนที่เหลือก็ยังคงเสี่ยงต่อการถูกโจมตี

ระบบการป้องกันอันทรงพลังนี้สามารถปล่อยวัคซีนรุ่นใหม่ได้ มีปัญหาเพียงอย่างเดียว แม้ว่าจะมีการสังเกตพบสิ่งนี้ในพืชและแมลงวัน ไม่ว่าจะมีอยู่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือไม่ก็ตาม การโต้เถียงอย่างมาก.

“เราเชื่อว่า RNAi เป็นยาต้านไวรัสมาหลายร้อยล้านปีแล้ว” Ding บอก ธรรมชาติ ในปี พ.ศ. 2013 “เหตุใดเราจึงทิ้งการป้องกันที่มีประสิทธิภาพเช่นนี้”

นักฆ่าไวรัสโดยกำเนิดตามธรรมชาติ

ในการศึกษาปี 2013 in วิทยาศาสตร์Ding และเพื่อนร่วมงานแนะนำว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมก็มีกลไกต้านไวรัส siRNA เช่นกัน เพียงแต่ถูกควบคุมโดยยีนที่มีไวรัสส่วนใหญ่ควบคุมไว้ ยีนที่ถูกขนานนามว่า B2 ทำหน้าที่เหมือน "เบรก" ซึ่งขัดขวางการตอบสนองการรบกวน RNA จากเซลล์โฮสต์โดยทำลายความสามารถในการสร้างตัวอย่างข้อมูล siRNA

การกำจัด B2 ควรเตะสัญญาณรบกวน RNA กลับเข้าเกียร์ เพื่อพิสูจน์ทฤษฎีทีมงานได้ดัดแปลงพันธุกรรมไวรัสโดยไม่มียีน B2 ที่ทำงานได้ และพยายามแพร่เชื้อไปยังเซลล์หนูแฮมสเตอร์และหนูทารกที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง ไวรัสที่เรียกว่าโนดามูระแพร่กระจายโดยยุงในป่าและมักเป็นอันตรายถึงชีวิต

แต่หากไม่มีวิตามินบี 2 แม้แต่ปริมาณไวรัสที่ทำให้ถึงตายก็สูญเสียพลังในการติดเชื้อไป หนูทารกสร้างโมเลกุล siRNA จำนวนมากอย่างรวดเร็วเพื่อกำจัดผู้บุกรุก ผลก็คือ การติดเชื้อไม่เคยเกิดขึ้น และสัตว์ต่างๆ แม้จะภูมิคุ้มกันบกพร่องอยู่แล้วก็ตาม ก็รอดชีวิตมาได้

“ฉันเชื่ออย่างแท้จริงว่าการตอบสนองของ RNAi นั้นเกี่ยวข้องกับไวรัสบางชนิดที่แพร่ระบาดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม” กล่าวว่า ติงในขณะนั้น

วัคซีนยุคใหม่

วัคซีนหลายชนิดมีทั้งไวรัสที่ตายแล้วหรือมีชีวิตแต่ได้รับการดัดแปลงเพื่อฝึกระบบภูมิคุ้มกัน เมื่อต้องเผชิญกับไวรัสอีกครั้ง ร่างกายจะผลิตทีเซลล์เพื่อฆ่าเป้าหมาย บีเซลล์ที่สูบฉีดแอนติบอดีออกมา และเซลล์ “หน่วยความจำ” ภูมิคุ้มกันอื่นๆ เพื่อแจ้งเตือนการโจมตีในอนาคต แต่ผลกระทบนั้นไม่ได้คงอยู่ตลอดไป โดยเฉพาะหากไวรัสกลายพันธุ์

แทนที่จะรวมเซลล์ T และ B การกระตุ้นการตอบสนอง siRNA ของร่างกายทำให้เกิดการป้องกันทางภูมิคุ้มกันอีกประเภทหนึ่ง ซึ่งสามารถทำได้โดยการลบยีน B2 ในไวรัสที่มีชีวิต ไวรัสเหล่านี้สามารถนำมาผสมเป็นวัคซีนชนิดใหม่ได้ ซึ่งทีมงานกำลังพัฒนาอยู่ โดยอาศัยการรบกวน RNA เพื่อป้องกันผู้บุกรุก ตามทฤษฎีแล้ว ผลกระทบของโมเลกุล siRNA ที่เกิดจากวัคซีนจะช่วยป้องกันการติดเชื้อในอนาคตได้

“ถ้าเราสร้างไวรัสกลายพันธุ์ที่ไม่สามารถผลิตโปรตีนเพื่อยับยั้ง RNAi (การรบกวน RNA) ของเรา เราก็สามารถทำให้ไวรัสอ่อนแอลงได้ มันสามารถทำซ้ำได้ในระดับหนึ่ง แต่จากนั้นก็แพ้การต่อสู้กับการตอบสนองของโฮสต์ RNAi” Ding กล่าวว่า ในการแถลงข่าวเกี่ยวกับการศึกษาล่าสุด “ไวรัสที่ถูกทำให้อ่อนแอด้วยวิธีนี้สามารถใช้เป็นวัคซีนในการส่งเสริมระบบภูมิคุ้มกัน RNAi ของเราได้”

In การศึกษาทีมงานของเขาลองใช้กลยุทธ์ต่อต้านไวรัสโนดามูระโดยการถอดยีน B2 ของมันออก

ทีมงานได้ฉีดวัคซีนให้กับหนูทารกและหนูโตเต็มวัย ซึ่งทั้งสองหนูมีภูมิคุ้มกันบกพร่องทางพันธุกรรม เนื่องจากไม่สามารถป้องกันทีเซลล์หรือบีเซลล์ได้ ในเวลาเพียงสองวัน การฉีดวัคซีนเพียงครั้งเดียวก็ป้องกันหนูจากไวรัสปริมาณร้ายแรงได้อย่างเต็มที่ และผลกระทบจะคงอยู่นานกว่าสามเดือน

ไวรัสเป็นอันตรายต่อประชากรกลุ่มเปราะบางมากที่สุด เช่น ทารก ผู้สูงอายุ และบุคคลที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง เนื่องจากระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอ วัคซีนในปัจจุบันจึงไม่ได้ประสิทธิผลเสมอไป การกระตุ้น siRNA อาจเป็นกลยุทธ์ทางเลือกในการช่วยชีวิต

แม้ว่าจะใช้งานได้กับหนู แต่มนุษย์จะตอบสนองคล้าย ๆ กันหรือไม่นั้นก็ต้องรอดูกันต่อไป แต่ยังมีอะไรให้ตั้งตารออีกมาก นอกจากนี้โปรตีน “เบรก” ของ B2 ยังพบได้ในไวรัสทั่วไปอื่นๆ อีกมากมาย รวมถึงไวรัสไข้เลือดออก ไข้หวัดใหญ่ และกลุ่มไวรัสที่ทำให้เกิดไข้ ผื่น และแผลพุพอง

ทีมงานกำลังพัฒนาวัคซีนไข้หวัดใหญ่ตัวใหม่โดยใช้ไวรัสที่มีชีวิตโดยไม่มีโปรตีน B2 หากประสบความสำเร็จ วัคซีนอาจถูกสร้างเป็นสเปรย์พ่นจมูก ลืมการแทงเข็มไปได้เลย และหากทฤษฎี siRNA ของพวกเขายังคงอยู่ วัคซีนดังกล่าวอาจกำจัดไวรัสได้ แม้ว่าจะกลายพันธุ์เป็นสายพันธุ์ใหม่ก็ตาม หนังสือคู่มือนี้ยังสามารถนำไปปรับใช้เพื่อรับมือกับเชื้อโควิดสายพันธุ์ใหม่ RSV หรือสิ่งใดก็ตามที่จะเกิดขึ้นกับเราในอนาคต

กลยุทธ์วัคซีนนี้ “ใช้ได้กับไวรัสจำนวนเท่าใดก็ได้ มีผลในวงกว้างต่อไวรัสชนิดต่างๆ และปลอดภัยสำหรับผู้คนในวงกว้าง” ดร. รอง ไฮ ผู้เขียนการศึกษา กล่าวว่า ในการแถลงข่าว “นี่อาจเป็นวัคซีนสากลที่เรากำลังมองหา”

เครดิตภาพ: ไดอาน่า โปเลคินา / Unsplash

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://singularityhub.com/2024/04/22/a-universal-vaccine-against-any-viral-variant-a-new-study-suggest-its-possible/