Від прискорювачів Covid до щорічних щеплень від грипу, більшість із нас залишаються дивуватися: чому так багато, так часто?

Є причина оновити вакцини. Віруси швидко мутують, що може допомогти їм уникнути імунної системи організму, піддаючи раніше вакцинованих людей ризику інфікування. Використовуючи моделювання штучного інтелекту, вчені все більше можуть це зробити передбачити, як будуть розвиватися віруси. Але вони швидко мутують, і ми все ще граємо в наздоганялки.

Альтернативна стратегія полягає в тому, щоб розірвати цикл за допомогою універсальної вакцини, яка може навчити організм розпізнавати вірус, незважаючи на мутацію. Така вакцина могла б знищити нові штами грипу, навіть якщо вірус трансформувався в майже нерозпізнані форми. Стратегія також може нарешті принести a вакцина проти ВІЛ, яка досі як відомо, ухилявся десятиліття зусиль.

Цього місяця команда Каліфорнійського університету в Ріверсайді на чолі з доктором Шоу-Вей Дінгом розробив вакцину що вивільнило дивовижний компонент імунної системи організму проти вторгнення вірусів.

У дитинчат мишей без функціональних імунних клітин для захисту від інфекцій вакцина захищала від смертельних доз смертельного вірусу. Захист тривав щонайменше 90 днів після першого пострілу.

Стратегія спирається на суперечливу теорію. Більшість рослин і грибів мають вроджений захист від вірусів, які подрібнюють їхній генетичний матеріал. Вчені довго сперечалися, чи існує той самий механізм у ссавців, включно з людьми, під назвою РНК-інтерференція (RNAi).

«Це неймовірна система, тому що її можна адаптувати до будь-якого вірусу», — сказав доктор Олів’є Вуанне з Швейцарського федерального технологічного інституту, який спільно з Дінгом відстоював цю теорію. сказав природа Наприкінці 2013.

Прихований всесвіт РНК

Молекули РНК зазвичай пов'язані з трансляцією генів у білки.

Але вони не просто біологічні месенджери. Широкий набір малих молекул РНК блукає по наших клітинах. Деякі білкові компоненти човника крізь клітину під час трансляції ДНК. Інші змінюють спосіб вираження ДНК і можуть навіть діяти як спосіб успадкування.

Але фундаментальними для імунітету є малі інтерферуючі молекули РНК, або siRNA. У рослин і безхребетних ці молекули є злісними захисниками від вірусних атак. Для реплікації вірусам потрібно захопити механізм клітини-господаря, щоб скопіювати їхній генетичний матеріал — часто це РНК. Уражені клітини розпізнають чужорідний генетичний матеріал і автоматично починають атаку.

Під час цієї атаки, яка називається РНК-інтерференцією, клітина розрізає геном РНК вірусу-вторгнення на крихітні шматки – siRNA. Потім клітина викидає ці вірусні молекули siRNA в організм, щоб попередити імунну систему. Молекули також безпосередньо захоплюють геном вірусу-вторгнення, блокуючи його реплікацію.

Ось головне: вакцини на основі антитіл зазвичай націлені на одне або два місця на вірусі, що робить їх уразливими до мутації, якщо ці місця змінять свій склад. Інтерференція РНК генерує тисячі молекул siRNA, які охоплюють весь геном — навіть якщо одна частина вірусу мутує, решта залишається вразливою до атаки.

Ця потужна система захисту може запустити нове покоління вакцин. Є лише одна проблема. Хоча його спостерігали в рослинах і мухах, чи існує він у ссавців, було відомо дуже суперечливий.

«Ми вважаємо, що RNAi був противірусним протягом сотень мільйонів років», — Дінг сказав природа у 2013 році. «Чому ми, ссавці, скидаємо такий ефективний захист?»

Природжені вірусні вбивці

У дослідженні 2013 р in наукаДінг і його колеги припустили, що ссавці також мають противірусний механізм siRNA — він просто пригнічується геном, який переноситься більшістю вірусів. Ген, названий B2, діє як «гальмо», придушуючи будь-яку реакцію РНК-інтерференції від клітин-господарів, руйнуючи їхню здатність створювати фрагменти siRNA.

Позбавлення від B2 має повернути в дію РНК-інтерференцію. Щоб довести теорію, команда генетично сконструювала вірус без функціонуючого гена B2 і спробувала заразити клітини хом’яка та мишенят з ослабленим імунітетом. Його називають вірусом Нодамура, він передається комарами в дикій природі і часто є смертельним.

Але без B2 навіть смертельна доза вірусу втратила свою заразну силу. Мишенята швидко виробили значну дозу молекул siRNA, щоб знищити загарбників. У результаті інфекція так і не поширилася, і тварини — навіть коли вже був ослаблений імунітет — вижили.

«Я щиро вірю, що відповідь RNAi стосується принаймні деяких вірусів, які інфікують ссавців», сказав Дінь у той час.

Вакцини нового віку

Багато вакцин містять або мертву, або живу, але модифіковану версію вірусу для тренування імунної системи. Коли організм знову стикається з вірусом, організм виробляє Т-клітини, щоб знищити мішень, В-клітини, які виробляють антитіла, та інші клітини імунної «пам’яті» для попередження про майбутні атаки. Але їх вплив не завжди триває, особливо якщо вірус мутує.

Замість згуртування Т- і В-клітин, запуск реакції siRNA організму пропонує інший тип імунного захисту. Це можна зробити шляхом видалення гена В2 у живих вірусах. Ці віруси можуть бути сформульовані в новий тип вакцини, над розробкою якої працювала команда, покладаючись на інтерференцію РНК для захисту від загарбників. Отриманий потік молекул siRNA, викликаний вакциною, теоретично також забезпечить певний захист від майбутньої інфекції.

«Якщо ми створимо мутантний вірус, який не може виробляти білок для придушення нашої RNAi [РНК-інтерференції], ми можемо послабити вірус. Він може реплікуватися до певного рівня, але потім програє битву з відповіддю РНКі-хазяїна», – Дінг сказав у прес-релізі про останнє дослідження. «Вірус, ослаблений таким чином, може бути використаний як вакцина для посилення нашої імунної системи RNAi».

In Дослідження, його команда випробувала стратегію проти вірусу Nodamura, видаливши його ген B2.

Команда вакцинувала дитинчат і дорослих мишей, обидва з яких були генетично ослабленими, оскільки вони не могли встановити захист Т-клітин або В-клітин. Всього за два дні один укол повністю захистив мишей від смертельної дози вірусу, а ефект тривав понад три місяці.

Віруси найбільш шкідливі для вразливих груп населення — немовлят, людей похилого віку та людей з ослабленим імунітетом. Через ослаблену імунну систему нинішні вакцини не завжди такі ефективні. Запуск siRNA може бути рятівною альтернативною стратегією.

Незважаючи на те, що це працює на мишах, чи люди реагують так само, ще невідомо. Але є на що сподіватися. «Гальмівний» білок B2 також був виявлений у багатьох інших поширених вірусах, включаючи лихоманку денге, грип і сімейство вірусів, які викликають лихоманку, висип і пухирі.

Команда вже працює над новою вакциною проти грипу, використовуючи живі віруси без білка В2. У разі успіху вакцину потенційно можна буде зробити у вигляді назального спрею — забудьте про укол голкою. І якщо їх теорія siRNA витримає, така вакцина може захистити вірус, навіть якщо він мутує в нові штами. Посібник також можна адаптувати для боротьби з новими варіантами Covid, RSV або будь-яким іншим, що природа наступного разу кине на нас.

Ця стратегія вакцини «широко застосовна до будь-якої кількості вірусів, широко ефективна проти будь-якого варіанту вірусу та безпечна для широкого кола людей», автор дослідження доктор Ронг Хай сказав у прес-релізі. «Це може бути універсальна вакцина, яку ми шукали».

Зображення Фото: Діана Полєхіна / Unsplash

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://singularityhub.com/2024/04/22/a-universal-vaccine-against-any-viral-variant-a-new-study-suggest-its-possible/