فناوری پیشگیری از پاندمی‌های آینده

علاوه‌بر SARS-CoV-2 (ویروسی که باعث عفونت COVID-19 می‌شود)، کروناویروس‌های ناشناختهٔ قبلی نیز مسئول شیوع بیماری‌هایی مرگبار همچون «سارس» در سال ۲۰۰۳ و «مرس» در سال ۲۰۱۲ و مشاهدهٔ مدام موارد ابتلا تاکنون بوده‌اند. در همین‌حال، چندین ویروس کرونای خفاش در گردش شناسایی شده‌اند که پتانسیل ابتلای انسان به عفونت این ویروس‌ها نیز وجود دارد و می‌توانند عاملی برای یک پاندمی دیگر در آینده باشند. 

من و همکارانم اخیراً تست حیوانی یک واکسن را روی موش‌ها انجام دادیم و موفق شدیم نشان دهیم این واکسن منفرد و نسبتاً ساده می‌تواند بدن را در برابر طیف وسیعی از کروناویروس‌ها، حتی آنهایی که هنوز شناسایی نشده‌اند، محافظت کند. این گامی به‌سوی هدف ما است که با عنوان «واکسن‌شناسی پیشگیرانه» شناخته می‌شود. هدف ما آن است که واکسن‌هایی بسازیم که بتواند از انسان‌ها پیش از آلودگی به تهدیدهای که می‌توانند منجر به اپیدمی و پاندمی شوند، محافظت کنند. 

واکسن‌های مرسوم از یک آنتی‌ژن منفرد (بخشی از ویروس که باعث ایجاد پاسخ ایمنی می‌شود) استفاده می‌کنند که معمولاً در برابر یک ویروس خاص محافظت ایجاد می‌کند. درواقع، این واکسن‌ها نمی‌توانند بدن را در برابر ویروس‌های شناخته‌شدهٔ دیگر یا ویروس‌هایی که هنوز کشف نشده‌اند، محافظت کنند. 

در مطالعات قبلی، ما توانستیم موفقیت «نانوذرات موزاییکی» (mosaic nanoparticles) را در افزایش پاسخ‌های ایمنی به ویروس‌های مختلف کرونا نشان دهیم. این نانوذرات موزاییکی از نوعی فناوری موسوم به «سوپرچسب پروتئینی» (protein superglue) استفاده می‌کنند که به‌‌شکلی برگشت‌ناپذیر دو پروتئین مختلف را به‌هم متصل می‌کند.

این سوپرچسب برای اتصال یک نانوذرهٔ منفرد به‌ گیرنده‌های چنددامنه‌ای -بخش کلیدی یک ویروس واقع بر روی «پروتئین سنبله» (پروتئین پپلومر)- که از ویروس‌های مختلف می‌آیند، استفاده می‌شود. واکسن ساخته‌شده بر زیرگروهی از کروناویروس‌ها به‌نام «ساربکویروس‌ها» (sarbecoviruses) متمرکز شده که شامل ویروس‌هایی است که عامل بیماری‌های COVID، SARS و چندین ویروس خفاش می‌شوند که پتانسیل عفونت در انسان را دارند. 

واکسن ساده‌تر

در همکاری بین دانشگاه‌های «آکسفورد»، «کمبریج» و «کلتک» (Caltech)، ما اکنون واکسن ساده‌تری ساخته‌ایم که همچنان این محافظت گسترده را ارائه می‌کند. ما با ادغام ژنتیکی RBD از چهار ساربکویروس مختلف به این هدف دست یافتیم تا یک پروتئین واحد را تشکیل دهیم که نامش را «کوارتت» (quartet) گذاشته‌ایم. سپس برای ساخت واکسن از نوعی چسب پروتئینی برای چسباندن این کوارتت‌ها به یک «نانوقفس پروتئینی» (protein nanocage) استفاده می‌کنیم.

وقتی موش‌ها با این واکسن‌های نانوقفس ایمن شدند، آنتی‌بادی‌هایی تولید کردند که طیفی از ساربکویروس‌ها، از جمله ساربکویروس‌هایی را که در واکسن وجود ندارند، خنثی کردند. این نشان‌دهندهٔ پتانسیل محافظت در برابر ویروس‌های مرتبط است که ممکن است در زمان تولید واکسن کشف نشده باشند.

همراه با این فرآیند تولید و مونتاژ ساده، واکسن جدید ما پاسخ‌های ایمنی را در موش‌ها برانگیخت که حداقل با پاسخ‌هایی که توسط واکسن نانوذرات موزاییکی اصلی ما ایجاد شده بود، مطابقت داشت و در بسیاری موارد بیشتر از آن بود.

با توجه به اینکه بخش بزرگی از مردم جهان واکسینه شده‌اند یا قبلاً به SARS-CoV-2 آلوده شده‌اند، این نگرانی وجود داشت که پاسخ موجود به SARS-CoV-2 پتانسیل محافظت در برابر سایر کروناویروس‌ها را محدود کند. بااین‌حال، ما نشان داده‌ایم که واکسن ما می‌تواند پاسخ ایمنی گستردهٔ ضد ساربکوویروس را حتی در موش‌هایی که قبلاً در برابر SARS-CoV-2 واکسینه شده بودند، ایجاد کند.

قدم بعدی ما آزمایش این واکسن روی انسان است. ما همچنین از این فناوری برای محافظت در برابر سایر گروه‌های ویروسی که می‌توانند انسان را آلوده کنند، استفاده خواهیم کرد. همهٔ اینها ما را به چشم‌اندازمان برای ایجاد کتابخانه‌ای از واکسن‌ها در برابر ویروس‌های با پتانسیل ایجاد یک پاندمی، قبل از اینکه فرصتی برای انتقال به انسان داشته باشند، نزدیک‌تر می‌کند.