Универсальная вакцина против любого варианта вируса? Новое исследование предполагает, что это возможно

Переиздано Платоном

Читают: 0

A Universal Vaccine Against Any Viral Variant? A New Study Suggest It’s Possible PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

От прививок от Covid до ежегодных прививок от гриппа, большинство из нас задаются вопросом: почему так много и так часто?

Есть повод обновить вакцины. Вирусы быстро мутируют, что может помочь им избежать иммунной системы организма, подвергая ранее вакцинированных людей риску заражения. Используя моделирование ИИ, учёные всё чаще получают возможность предсказать, как будут развиваться вирусы. Но они быстро мутируют, а мы все еще пытаемся их догнать.

Альтернативная стратегия — разорвать порочный круг с помощью универсальной вакцины, которая сможет научить организм распознавать вирус, несмотря на мутацию. Такая вакцина могла бы уничтожить новые штаммы гриппа, даже если вирус трансформировался в почти неузнаваемые формы. Эта стратегия может также, наконец, привести к вакцина против ВИЧ, который до сих пор общеизвестно уклонялся десятилетия усилий.

В этом месяце команда из Калифорнийского университета в Риверсайде под руководством доктора Шу-Вей Дина разработал вакцину это высвободило удивительный компонент иммунной системы организма против вторгающихся вирусов.

У детенышей мышей, у которых не было функциональных иммунных клеток, способных отражать инфекции, вакцина защищала от смертельных доз смертельного вируса. Защита продолжалась не менее 90 дней после первой прививки.

Стратегия опирается на противоречивую теорию. У большинства растений и грибов есть врожденная защита от вирусов, разрушающих их генетический материал. Ученые уже давно спорят о том, существует ли тот же механизм у млекопитающих, включая человека.

«Это невероятная система, потому что ее можно адаптировать к любому вирусу», — сказал доктор Оливье Вуанне из Швейцарского федерального технологического института, который отстаивал эту теорию вместе с Дином. заявил природа в конце 2013.

Скрытая Вселенная РНК

Молекулы РНК обычно связаны с трансляцией генов в белки.

Но они не просто биологические посланники. В наших клетках бродит множество небольших молекул РНК. Некоторые белковые компоненты переносят через клетку во время трансляции ДНК. Другие меняют способ экспрессии ДНК и могут даже выступать в качестве метода наследования.

Но фундаментальное значение для иммунитета имеют небольшие интерферирующие молекулы РНК, или миРНК. У растений и беспозвоночных эти молекулы являются яростными защитниками от вирусных атак. Для репликации вирусам необходимо захватить механизм клетки-хозяина и скопировать ее генетический материал — часто это РНК. Зараженные клетки распознают чужеродный генетический материал и автоматически начинают атаку.

Во время этой атаки, называемой РНК-интерференцией, клетка разрезает геном РНК вторгшегося вируса на крошечные кусочки – миРНК. Затем клетка выбрасывает эти вирусные молекулы миРНК в организм, чтобы предупредить иммунную систему. Молекулы также напрямую захватывают геном вторгшегося вируса, блокируя его репликацию.

Вот что интересно: вакцины на основе антител обычно нацелены на одно или два участка вируса, что делает их уязвимыми для мутаций, если эти участки изменят свой состав. РНК-интерференция генерирует тысячи молекул миРНК, которые покрывают весь геном — даже если одна часть вируса мутирует, остальная часть по-прежнему уязвима для атаки.

Эта мощная система защиты может запустить новое поколение вакцин. Есть только одна проблема. Хотя это наблюдалось у растений и мух, существует ли оно у млекопитающих, пока неизвестно. очень спорный.

«Мы считаем, что РНКи была противовирусной на протяжении сотен миллионов лет», — сказал Дин. заявил природа в 2013 году. «Зачем нам, млекопитающим, отказаться от такой эффективной защиты?»

Природные вирусные убийцы

В исследовании 2013 г. in НаукаДинг и его коллеги предположили, что у млекопитающих также есть противовирусный механизм siRNA — он просто подавляется геном, который несет большинство вирусов. Ген, получивший название B2, действует как «тормоз», подавляя любую реакцию РНК-интерференции со стороны клеток-хозяев, разрушая их способность создавать фрагменты миРНК.

Избавление от B2 должно вернуть интерференцию РНК в действие. Чтобы доказать теориюКоманда генетически спроектировала вирус без функционирующего гена B2 и попыталась заразить клетки хомяка и мышей с ослабленным иммунитетом. Названный вирусом Нодамура, он передается комарами в дикой природе и часто бывает смертельным.

Но без B2 даже смертельная доза вируса теряла свою заразительную силу. Мышата быстро произвели изрядную дозу молекул миРНК, чтобы уничтожить захватчиков. В результате инфекция так и не распространилась, и твари – даже с уже ослабленным иммунитетом – выжили.

«Я искренне верю, что ответ RNAi имеет отношение, по крайней мере, к некоторым вирусам, поражающим млекопитающих», — сказал Дин в то время.

Вакцины нового века

Многие вакцины содержат либо мертвую, либо живую, но модифицированную версию вируса для тренировки иммунной системы. При повторном столкновении с вирусом организм вырабатывает Т-клетки, чтобы уничтожить цель, В-клетки, которые вырабатывают антитела, и другие клетки иммунной «памяти», чтобы предупредить будущие атаки. Но их последствия не всегда долговечны, особенно если вирус мутирует.

Вместо объединения Т- и В-клеток запуск реакции организма на миРНК предлагает другой тип иммунной защиты. Это можно сделать, удалив ген B2 в живых вирусах. Эти вирусы могут быть включены в новый тип вакцины, над разработкой которой команда работает, полагаясь на интерференцию РНК для отражения захватчиков. Возникающий в результате поток молекул миРНК, вызванный вакциной, теоретически также может обеспечить некоторую защиту от инфекции в будущем.

«Если мы создадим мутантный вирус, который не сможет производить белок для подавления нашей РНКи (РНК-интерференции), мы сможем ослабить вирус. Он может реплицироваться на каком-то уровне, но затем проигрывает битву ответу РНКи хозяина», — сказал Дин. — сказал в пресс-релизе о самом последнем исследовании. «Ослабленный таким образом вирус можно использовать в качестве вакцины для усиления нашей иммунной системы RNAi».

In Исследование, его команда опробовала стратегию против вируса Нодамура, удалив его ген B2.

Команда вакцинировала детенышей и взрослых мышей, оба из которых имели генетически ослабленный иммунитет, поскольку они не могли обеспечить защиту Т-клеток или В-клеток. Всего за два дня единственная инъекция полностью защитила мышей от смертельной дозы вируса, а эффект длился более трех месяцев.

Вирусы наиболее вредны для уязвимых групп населения — младенцев, пожилых людей и людей с ослабленным иммунитетом. Из-за ослабленной иммунной системы современные вакцины не всегда столь эффективны. Запуск siRNA может стать альтернативной стратегией спасения жизни.

Хотя это работает на мышах, еще неизвестно, реагируют ли люди аналогичным образом. Но есть много чего ожидать. «Тормозной» белок B2 также обнаружен во многих других распространенных вирусах, включая лихорадку денге, грипп и семейство вирусов, вызывающих лихорадку, сыпь и волдыри.

Команда уже работает над новой вакциной против гриппа, используя живые вирусы без белка B2. В случае успеха вакцину потенциально можно будет производить в виде назального спрея — забудьте об уколе иглой. И если их теория миРНК подтвердится, такая вакцина сможет противостоять вирусу, даже когда он мутирует в новые штаммы. Сценарий также можно адаптировать для борьбы с новыми вариантами Covid, RSV или чем-то еще, что природа в следующий раз бросит нам.

Эта стратегия вакцинации «широко применима к любому количеству вирусов, широко эффективна против любого варианта вируса и безопасна для широкого круга людей», — заявил автор исследования доктор Ронг Хай. — сказал в пресс-релизе. «Это может быть универсальная вакцина, которую мы так долго искали».

Изображение Фото: Диана Полехина / Unsplash