En universell vaksine mot enhver viral variant? En ny studie tyder på at det er mulig

Publisert av Platon

Følgere: 0

En universell vaksine mot enhver viral variant? En ny studie tyder på at det er mulig PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Fra Covid-forsterkere til årlige influensaskudd, de fleste av oss lurer på: Hvorfor så mange, så ofte?

Det er en grunn til å oppdatere vaksiner. Virus muterer raskt, noe som kan hjelpe dem å unnslippe kroppens immunsystem, noe som setter tidligere vaksinerte personer i fare for infeksjon. Ved å bruke AI-modellering har forskere i økende grad vært i stand til det forutsi hvordan virus vil utvikle seg. Men de muterer fort, og vi leker fortsatt.

En alternativ strategi er å bryte syklusen med en universell vaksine som kan trene kroppen til å gjenkjenne et virus til tross for mutasjon. En slik vaksine kan utrydde nye influensastammer, selv om viruset har forvandlet seg til nesten ugjenkjennelige former. Strategien kan også endelig bringe en vaksine for slike som HIV, som har så langt notorisk unndratt tiår med innsats.

Denne måneden, et team fra UC California Riverside, ledet av Dr. Shou-Wei Ding, laget en vaksine som utløste en overraskende komponent av kroppens immunsystem mot invaderende virus.

Hos babymus uten funksjonelle immunceller for å avverge infeksjoner, forsvarte vaksinen seg mot dødelige doser av et dødelig virus. Beskyttelsen varte i minst 90 dager etter det første skuddet.

Strategien er avhengig av en kontroversiell teori. De fleste planter og sopp har et medfødt forsvar mot virus som hakker opp arvestoffet deres. Kalt RNA-interferens (RNAi), har forskere lenge diskutert om den samme mekanismen eksisterer hos pattedyr - inkludert mennesker.

"Det er et utrolig system fordi det kan tilpasses ethvert virus," Dr. Olivier Voinnet ved det sveitsiske føderale instituttet for teknologi, som forsvarte teorien med Ding, fortalte Natur i sent 2013.

Et skjult RNA-univers

RNA-molekyler er vanligvis assosiert med oversettelse av gener til proteiner.

Men de er ikke bare biologiske budbringere. Et bredt utvalg av små RNA-molekyler streifer rundt i cellene våre. Noen skyttelproteinkomponenter gjennom cellen under translasjonen av DNA. Andre endrer hvordan DNA uttrykkes og kan til og med fungere som en metode for arv.

Men grunnleggende for immunitet er små interfererende RNA-molekyler, eller siRNA-er. Hos planter og virvelløse dyr er disse molekylene ondskapsfulle forsvarere mot virusangrep. For å replikere, må virus kapre vertscellens maskineri for å kopiere deres genetiske materiale – ofte er det RNA. De invaderte cellene gjenkjenner det fremmede genetiske materialet og starter automatisk et angrep.

Under dette angrepet, kalt RNA-interferens, kutter cellen de invaderende virusenes RNA-genom i bittesmå biter – siRNA. Cellen spyr deretter disse virale siRNA-molekylene inn i kroppen for å varsle immunsystemet. Molekylene griper også direkte inn i det invaderende virusets genom, og blokkerer det fra å replikere.

Her er kickeren: Vaksiner basert på antistoffer retter seg vanligvis mot ett eller to steder på et virus, noe som gjør dem sårbare for mutasjoner dersom disse stedene endrer sammensetningen. RNA-interferens genererer tusenvis av siRNA-molekyler som dekker hele genomet - selv om en del av et virus muterer, er resten fortsatt sårbare for angrepet.

Dette kraftige forsvarssystemet kan lansere en ny generasjon vaksiner. Det er bare ett problem. Mens det har blitt observert i planter og fluer, har det vært om det finnes hos pattedyr svært kontroversiell.

"Vi tror at RNAi har vært antiviralt i hundrevis av millioner av år," Ding fortalte Natur i 2013. "Hvorfor skulle vi pattedyr dumpe et så effektivt forsvar?"

Natural Born Viral Killers

I studien fra 2013 in Vitenskap, antydet Ding og kolleger at pattedyr også har en antiviral siRNA-mekanisme - den blir bare undertrykt av et gen som bæres av de fleste virus. Kalt B2, fungerer genet som en "brems", og kveler enhver RNA-interferensrespons fra vertsceller ved å ødelegge deres evne til å lage siRNA-biter.

Å bli kvitt B2 bør sette RNA-interferens tilbake i gir. For å bevise teorien, laget genetisk konstruert et virus uten et fungerende B2-gen og prøvde å infisere hamsterceller og immunkompromitterte babymus. Kalt Nodamura-virus, overføres det av mygg i naturen og er ofte dødelig.

Men uten B2 mistet selv en dødelig dose av viruset sin smittsomme kraft. Babymusene genererte raskt en heftig dose siRNA-molekyler for å rydde ut inntrengerne. Som et resultat tok infeksjonen aldri tak, og dyrene – selv når de allerede var immunkompromitterte – overlevde.

"Jeg tror virkelig at RNAi-responsen er relevant for i det minste noen virus som infiserer pattedyr," sa Ding på den tiden.

New-Age-vaksiner

Mange vaksiner inneholder enten en død eller en levende, men modifisert versjon av et virus for å trene opp immunsystemet. Når den står overfor viruset igjen, produserer kroppen T-celler for å drepe målet, B-celler som pumper ut antistoffer og andre immun-"minne"-celler for å varsle mot fremtidige angrep. Men effektene deres varer ikke alltid, spesielt hvis et virus muterer.

I stedet for å samle T- og B-celler, tilbyr det å utløse kroppens siRNA-respons en annen type immunforsvar. Dette kan gjøres ved å slette B2-genet i levende virus. Disse virusene kan formuleres til en ny type vaksine, som teamet har jobbet med å utvikle, basert på RNA-interferens for å avverge inntrengere. Den resulterende flommen av siRNA-molekyler utløst av vaksinen vil i teorien også gi en viss beskyttelse mot fremtidig infeksjon.

"Hvis vi lager et mutant virus som ikke kan produsere proteinet for å undertrykke RNAi [RNA-interferens], kan vi svekke viruset. Den kan replikere til et visst nivå, men taper deretter kampen mot vertens RNAi-respons,» Ding sa i en pressemelding om den siste studien. "Et virus som er svekket på denne måten kan brukes som en vaksine for å styrke vårt RNAi-immunsystem."

In studien, prøvde teamet hans strategien mot Nodamura-viruset ved å fjerne B2-genet.

Teamet vaksinerte baby- og voksne mus, som begge var genetisk immunkompromittert ved at de ikke kunne montere T-celle- eller B-celleforsvar. På bare to dager beskyttet enkeltskuddet musene mot en dødelig dose virus, og effekten varte i over tre måneder.

Virus er mest skadelige for sårbare populasjoner – spedbarn, eldre og immunsvekkede individer. På grunn av deres svekkede immunsystem, er nåværende vaksiner ikke alltid like effektive. Å utløse siRNA kan være en livreddende alternativ strategi.

Selv om det fungerer på mus, gjenstår det å se om mennesker reagerer på samme måte. Men det er mye å se frem til. B2 "brems"-proteinet har også blitt funnet i mange andre vanlige virus, inkludert denguefeber, influensa og en familie av virus som forårsaker feber, utslett og blemmer.

Teamet jobber allerede med en ny influensavaksine, ved å bruke levende virus uten B2-proteinet. Hvis det lykkes, kan vaksinen potensielt lages som en nesespray – glem nålestikket. Og hvis siRNA-teorien deres holder mål, kan en slik vaksine avverge viruset selv om det muterer til nye stammer. Spilleboken kan også tilpasses for å takle nye Covid-varianter, RSV, eller hva naturen neste kaster på oss.

Denne vaksinestrategien er "bredt anvendelig for et hvilket som helst antall virus, bredt effektiv mot alle varianter av et virus, og trygg for et bredt spekter av mennesker," studieforfatter Dr. Rong Hai sa i pressemeldingen. "Dette kan være den universelle vaksinen vi har lett etter."

Bilde Credit: Diana Polekhina / Unsplash