Universaalne vaktsiin mis tahes viirusvariandi vastu? Uus uuring viitab sellele, et see on võimalik

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Universaalne vaktsiin mis tahes viirusvariandi vastu? Uus uuring viitab PlatoBlockchaini andmete luurele. Vertikaalne otsing. Ai.

Alates Covidi korduvatest ja lõpetades iga-aastaste gripisüstidega, jääb enamik meist mõtlema: miks nii palju ja nii sageli?

Vaktsiinide uuendamiseks on põhjust. Viirused muteeruvad kiiresti, mis võib aidata neil organismi immuunsüsteemist põgeneda, seades varem vaktsineeritud inimesed nakatumisohtu. AI modelleerimist kasutades on teadlased üha enam suutnud ennustada, kuidas viirused arenevad. Kuid nad muteeruvad kiiresti ja me mängime endiselt järelejõudmist.

Alternatiivne strateegia on katkestada tsükkel universaalse vaktsiiniga, mis suudab treenida keha viirust ära tundma vaatamata mutatsioonile. Selline vaktsiin võib hävitada uued gripitüved, isegi kui viirus on muutunud peaaegu tundmatuteks vormideks. Strateegia võiks lõpuks tuua ka a vaktsiin HIV-taoliste vastu, mis on siiani olnud kurikuulsalt kõrvale hoidnud aastakümnete jõupingutusi.

Sel kuul UC California Riverside'i meeskond eesotsas dr Shou-Wei Dingiga kujundas vaktsiini mis vabastas keha immuunsüsteemi üllatava komponendi sissetungivate viiruste vastu.

Hiirte beebidel, kellel puudusid infektsioonide tõrjumiseks funktsionaalsed immuunrakud, kaitses vaktsiin surmava viiruse surmavate annuste eest. Kaitse kestis vähemalt 90 päeva pärast esimest laskmist.

Strateegia tugineb vastuolulisele teooriale. Enamikul taimedel ja seentel on kaasasündinud kaitse viiruste vastu, mis tükeldavad nende geneetilist materjali. Teadlased, mida nimetatakse RNA interferentsiks (RNAi), on pikka aega vaielnud, kas sama mehhanism eksisteerib ka imetajatel, sealhulgas inimestel.

"See on uskumatu süsteem, sest seda saab kohandada iga viirusega," ütles dr Olivier Voinnet Šveitsi föderaalsest tehnoloogiainstituudist, kes toetas teooriat koos Dingiga. ütles loodus 2013i lõpus.

Varjatud RNA universum

RNA molekulid on tavaliselt seotud geenide translatsiooniga valkudeks.

Kuid nad pole lihtsalt bioloogilised sõnumitoojad. Meie rakkudes tiirleb suur hulk väikseid RNA molekule. Mõned valgukomponendid viivad DNA translatsiooni ajal läbi raku. Teised muudavad DNA ekspressiooni ja võivad isegi toimida pärimismeetodina.

Kuid immuunsuse jaoks on olulised väikesed segavad RNA molekulid ehk siRNA-d. Taimedel ja selgrootutel on need molekulid viirusrünnakute eest tigedad kaitsjad. Paljunemiseks peavad viirused kaaperdama peremeesraku mehhanismid, et kopeerida nende geneetiline materjal – sageli on selleks RNA. Sissetunginud rakud tunnevad võõra geneetilise materjali ära ja alustavad automaatselt rünnakut.

Selle rünnaku ajal, mida nimetatakse RNA interferentsiks, lõikab rakk sissetungivate viiruste RNA genoomi pisikesteks tükkideks – siRNA-ks. Seejärel paiskab rakk need viiruse siRNA molekulid kehasse, et hoiatada immuunsüsteemi. Molekulid haaravad ka otse sissetungivate viiruste genoomi, blokeerides selle paljunemise.

Siin on kicker: antikehadel põhinevad vaktsiinid sihivad tavaliselt ühte või kahte viiruse asukohta, muutes need haavatavaks mutatsioonide suhtes, kui need asukohad muudavad nende koostist. RNA interferents tekitab tuhandeid siRNA molekule, mis katavad kogu genoomi – isegi kui üks viiruse osa muteerub, on ülejäänud osa rünnaku suhtes siiski haavatav.

See võimas kaitsesüsteem võib käivitada uue põlvkonna vaktsiine. On ainult üks probleem. Kui seda on täheldatud taimede ja kärbeste puhul, siis imetajatel on seda täheldatud väga vastuoluline.

"Usume, et RNAi on olnud viirusevastane sadu miljoneid aastaid," Ding ütles loodus aastal 2013. "Miks peaksime imetajatena nii tõhusa kaitse ära viskama?"

Looduslikult sündinud viiruste tapjad

2013. aasta uuringus in teadus, Ding ja tema kolleegid väitsid, et imetajatel on ka viirusevastane siRNA mehhanism – seda lihtsalt represseerib geen, mida kannab enamik viiruseid. B2-ks nimetatud geen toimib nagu "pidur", summutades peremeesrakkude mis tahes RNA häirereaktsiooni, hävitades nende võime siRNA fragmente teha.

B2-st vabanemine peaks RNA häired taas käima. Teooria tõestamiseksaastal töötas meeskond geneetiliselt muundatud viiruse ilma toimiva B2 geenita ning püüdis nakatada hamstrirakke ja immuunpuudulikkusega hiirepoegi. Seda nimetatakse Nodamura viiruseks, seda levitavad looduses sääsed ja see on sageli surmav.

Kuid ilma B2-ta kaotas isegi surmav annus viirust oma nakkusvõime. Hiirepojad genereerisid sissetungijate eemaldamiseks kiiresti kopsaka annuse siRNA molekule. Selle tulemusena ei saanud infektsioon kunagi maad ja olendid – isegi kui neil oli juba immuunpuudulikkus – jäid ellu.

"Usun tõesti, et RNAi vastus on asjakohane vähemalt mõne imetajaid nakatava viiruse puhul," ütles Ding sel ajal.

Uue ajastu vaktsiinid

Paljud vaktsiinid sisaldavad immuunsüsteemi treenimiseks kas surnud või elavat, kuid modifitseeritud viiruse versiooni. Uuesti viirusega silmitsi seistes toodab keha T-rakke, et tappa sihtmärk, B-rakke, mis pumpavad välja antikehi, ja muid immuunsüsteemi mälurakke, et hoiatada tulevaste rünnakute eest. Kuid nende mõju ei kesta alati, eriti kui viirus muteerub.

T- ja B-rakkude koondamise asemel pakub keha siRNA vastuse käivitamine teist tüüpi immuunkaitset. Seda saab teha elusviiruste B2 geeni kustutamisega. Nendest viirustest saab valmistada uut tüüpi vaktsiine, mille väljatöötamise nimel on meeskond töötanud, tuginedes sissetungijate tõrjumiseks RNA sekkumisele. Vaktsiini poolt käivitatud siRNA molekulide üleujutus pakuks teoreetiliselt ka teatud kaitset tulevase nakatumise eest.

"Kui teeme mutantse viiruse, mis ei suuda toota valku meie RNAi [RNA interferentsi] mahasurumiseks, võime viirust nõrgestada. See võib replitseerida teatud tasemel, kuid kaotab siis lahingu peremehe RNAi vastusele, "Ding ütles viimase uuringu kohta avaldatud pressiteates. "Sel viisil nõrgestatud viirust saab kasutada vaktsiinina meie RNAi immuunsüsteemi tugevdamiseks."

In Uuring, proovis tema meeskond strateegiat Nodamura viiruse vastu, eemaldades selle B2 geeni.

Meeskond vaktsineeris beebi- ja täiskasvanud hiiri, kes mõlemad olid geneetiliselt nõrgenenud, kuna nad ei suutnud tugevdada T- või B-rakkude kaitset. Vaid kahe päevaga kaitses üks lask hiiri täielikult surmava viirusedoosi eest ja mõju kestis üle kolme kuu.

Viirused on kõige kahjulikumad haavatavatele elanikkonnarühmadele – imikutele, eakatele ja immuunpuudulikkusega inimestele. Nõrgenenud immuunsüsteemi tõttu ei ole praegused vaktsiinid alati nii tõhusad. SiRNA käivitamine võib olla elupäästev alternatiivne strateegia.

Kuigi see toimib hiirtel, tuleb näha, kas inimesed reageerivad sarnaselt. Kuid oodata on palju. B2 "piduri" valku on leitud ka paljudes teistes levinud viirustes, sealhulgas dengue, gripp ja viiruste perekond, mis põhjustab palavikku, löövet ja ville.

Meeskond töötab juba uue gripivaktsiini kallal, kasutades elusviirusi ilma B2-valguta. Kui see õnnestub, võidakse vaktsiini valmistada ninaspreina – unustage nõelatorke. Ja kui nende siRNA teooria peab vastu, võib selline vaktsiin tõrjuda viirust isegi siis, kui see muteerub uuteks tüvedeks. Mänguraamatut saab kohandada ka uute Covidi variantidega, RSV-ga või mis iganes muuga, mida loodus meile järgmiseks viskab.

See vaktsiinistrateegia on "laialdaselt rakendatav mis tahes arvu viiruste suhtes, üldiselt tõhus viiruse mis tahes variandi vastu ja ohutu paljudele inimestele," uurib uuringu autor dr Rong Hai. ütles pressiteates. "See võib olla universaalne vaktsiin, mida oleme otsinud."

Image Credit: Diana Polehhina / Unsplash