ابزار بقای موجود زنده از نخستین همانند سازها تا مغز، از مغز تا ابزارهای بقای ویروس کرونا(قسمت بیستم)
تلاش ها برای مقابله با عوامل مهاجم در محیط، امروز در سایه ی مغز انسان و امکان دسترسی سریع اطلاعات از طریق اینترنت، شکل موثرتری پیدا کرده است. چنگال و دندان و غریدن در جنگل، جای خود را به ریزترین فن آوری ها در عرصه ی علوم داده است؛ به طوری که قادر است در برابر سخت ترین همه گیری ها مطالعات ارزشمندی انجام دهد و راه های بسیار موثری بیافریند.
کشف واکسن های mRNA- که برای اولین بار درتاریخ انسان ساخته میشود- کار بزرگی است که باعث امیدهای فراوانی در آینده در درمان بسیاری از بیماری های لاعلاج شده است. کارهای پژوهشی روی این واکسن ها که از همان ابتدای همه گیری انجام شده است هنوز ادامه دارد و هر چند مطالعات نخستین روی سودمندی و بی خطر بودن این واکسن ها در کوتاه مدت، بسیارجالب توجه بوده است و نتایج واکسیناسیون بخش بزرگی از مردم با این واکسن ها در کشورهای آمریکا و آلمان و انگلستان و...، نتایج بسیار سودمندی را در جلوگیری از همه گیری نشان میدهد، با این حال دانشمندان به تلاش های خود در مورد این واکسن ها ادامه می دهند.
شاید روزی درمان بسیاری از سرطان ها و بیماری های غیر قابل درمان امروز با این واکسن ها محقق شد. آنچه امروز به دست آمده است، هرچند مرگ و میر وسیعی از مردم جهان به خاطر این همه گیری است ولی باید توجه کرد اگر چنین همه گیری ای 100 سال قبل- در زمانی که پیشرفت های کنونی مهندسی ژنتیک نبود- رخ میداد زیان های مالی و جانی آن بسیار بیشتر از امروز بود.
با این حال توزیع ناعادلانه ی واکسن ها در سطح جهانی و نگاه از پشت عینک سیاست، بسیاری از این مطالعات را خاص گروه ها و کشورهای خاصی میکند ولی نگاه تنگ سیاسی، در تاریخ، ماندگار نخواهد شد و نام کسانی خواهد ماند که در جهت علم و با نگاهی دور از نگاه های تنگ، مینگرند.
شناسایی مجموعه ای از زنجیره ی mRNA که خار ویروس کرونا SARS-CoV2 را کدگذاری میکند، در واکسن های فایزر- بیوان- تک و مدرنا( vaccines-BNT-162b2-and-mRNA-1273)
بخش پاتولوژی، ژنتیک، کودکان دانشکده پزشکی دانشگاه استانفورد
واکسن های mRNA یک وسیله ی کلیدی در حرکت به جلو در چالش هایی است که در هر دو زمینه ی همه گیری ها و مشکلات بهداشت عمومی و پزشکی رخ میدهد. با عرضه ی واکسن ها برای کووید 19 این mRNA های مصنوعی به طور وسیع، گونه های mRNA را در میان جمعیت های انسانی، توزیع و پخش کرده است. با وجود شیوع این واکسن ها در بسیاری از مناطق جهان، سکانس های آن mRNA ها در همه جا حضور ندارد. روش های مورد استفاده در دانشگاه استانفورد، شناسایی و بازآوری آن زنجیره ها را تسهیل میکند.
در این زمینه ما اطلاعات زنجیره ی آزمایشگاهی را بر اجزای mRNA، برای هر دو واکسن کووید 19 مدرنا و فایزر به دست آوردیم. این، اجازه میدهد برای جمع آوری موردهای قبلی کار کنیم و اطلاعات زنجیره هایی را- که قبلا برای RNA بیان شده، گزارش شده بود- به دست بیاوریم.(برای بررسی بیشتر ساختار این واکسن ها میتوان به مقالات معتبر زیر مراجعه کرد
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32756549/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33301246/
همچنین برای بررسی بیشتر واکسن های دارای mRNA- که برای اولین بار در تاریخ پزشکی تولید شده اند- میتوان به مقاله زیر ابزار بقای موجود زنده از نخستین همانند سازها تا مغز، از مغز تا ابزارهای بقای ویروس کرونا(قسمت هفدهم) در همین کانال مراجعه شود.)
پخش وتوزیع اطلاعات زنجیره برای درمان های با توزیع وسیع، این سود را دارد که به هر پژوهشگر یا پزشک اجازه میدهد از فرایندهای سکانس برداری استفاده کند تا به سرعت از آن سکانس ها برای موارد مورد استفاده در درمان بهره ببرد و تشخیص دهد زنجیره، از واکسن است یا در اصل از میزبان یا از عفونت است.
برای این کار RNA ها از باقی مانده هایی از بخش های کوچکی از دوزهای واکسن- که پس از ایمنی سازی، در ویال ها مانده بود- برداشت شد. در غیر این صورت چنین بخش هایی لازم بود دور ریخته شود ولی زیر نظر اصول خاص پژوهشی سازمان غذا و داروی آمریکا برای پژوهش های بعدی مورد بررسی قرار گرفت.
برای به دست آوردن مقادیر اندک RNA که برای تعیین هویت لازم است، باقی مانده های واکسن با استفاده از عامل TRIzol (Invitrogen) در ترکیب با فنول- کلوروفورم جدا شد.
این با اصالتی- که قبل و بعد از تخلیص به وسیله بیوآنالیزر Agilent 2100 ارزیابی میشود- بررسی شد. پژوهش ما اساسا بر RNA ای تمرکز کرد که پس از دور ریختن ویال در زودترین زمان ممکن، جمع آوری می شود. ما نمونه هایی را آنالیز کردیم که برای حدود 42 روز در دمای حدود 4 درجه منجمد شده بود.
دکتر سید سلمان فاطمی . نورولوژیست, [01.04.21 23:50]
ما می بینیم که فورمولاسیون واکسن ها شامل اجزای شیمیایی کلیدی است که در این شرایط ناپایدار هستند. بنابراین این اطلاعات، واکسن را به عنوان یک عامل بیولوژیک پایدار تصور نمی کند. پایداری شیمیایی خود RNA کافی نیست تا باعث پایداری نهایی واکسن ها در شرایط ذخیره و جابجایی زنجیره ی سرد شود. برای تحلیل بیشتر RNA اولیه، با حرارت 94 درجه، قطعه قطعه شد. این کار با سازگار کننده ای- که هگزامر به آن اضافه شده بود- انجام شد و از طریق پروتکل Template-switching polymerase chain reaction (TS-PCR) (Takara SMARTerer Stranded RNA-seq kit), تکثیر شد (این روش یک رونویسی برعکس، همراه با تکثیر PCR است که بر اساس محرک و سکانس موتور PCR در منطقه ی پلی آدنیلاز تحت عنوان دم پلی A عمل میکند. این، اجازه خواندن همه طول رشته ی cDNA را میدهد.)
با استفاده از ایلومینا زنجیره آن ساخته شد. از این طریق، ما توانستیم اطلاعاتی نسبی را در مورد زنجیره و اجزایی که در این ساختار استفاده میشود بفهمیم. این همچنین برای واکسن مدرنا مناسب بود. ساختار واکسن مدرنا در آن زمان بر اساس منابع معتبر، مشخص نبود.
محصولات RNA- که فاقد dsRNA هستند برای تولید واکسن مورد نظر هستند- زیرا اینها پاسخ بیولوژیک ناخواسته ای را- که مهره داران در RNA دو رشته ای با آن مواجهند- به حداقل میرساند.
(https://www.nature.com/articles/nrd.2017.243
)
در اطلاعات سکانس که ما تحلیل کردیم دیدیم بیشتر موارد خوانده شده از دسته رشته سنس(رشته ای که اطلاعات قابل ترجمه را دارد)است. به علاوه بیشتر موارد آنتی سنس متفاوت از رشته های سننس است زیرا اضافه های مشخصی را- که از پروتکل template switching مورد انتظار است- ندارد.
با آزمودن فقط موارد قابل خواندن از template switching ما مشاهده کردیم هر دو واکسن به طور کامل، موارد سنس را دارد. مطالعات دیگر آزمایشگاهی نیاز است تا مشخص شود این بخش سنس رید sense read در پروتكل SmarterSeq در حقیقت dsRNA حقیقی را در ماده ی اولیه نشان میدهد یا نه.
این کار ارزیابی اولیه ای را از هر دو RNA فراهم میکند که بخشی از اکوسیستم انسانی شده است و ممکن است در مقایر بسیار زیاد دیگر در مطالعات سکانس RNA در بخشی از مردم که قبلا واکسینه شده اند مورد استفاده قرار بگیرد.
واکسن چیزهای بیشتری علاوه بر RNA دارد. باید بدانیم ساخت یک واکسن دارای RNA نیازمند اطلاعات بسیار بیشتری است و مراحل مختلف تولید و شکل دادن علاوه بر سکانس کردن RNA مورد نیاز است(فرمول های پیچیده ای که شامل در کپسول قرار دادن RNA، شیمی سنتز، آنزیم شناسی و دینامیک چربی و غشا میباشد لازم است که باید در تولید واکسن انجام شود.) دانشمندان این کار را برای دو واکسن مدرنا و فایزر انجام دادند و یک پروتکل موفق ساختند که به پشتوانه ی هزاران فرد- سال از دانش، است (شیمی، بیولوژی مولکولی، اطلاعات زیستی، فارماکولوژی، و بسیاری علوم دیگر که نمی توانیم نام ببریم.) تا واکسنی بسازند که هم سودمند و هم بی خطر باشد.
آنالیز ما به معنی ارائه اطلاعات مفیدی به جامعه در ابعاد مختلف است ولی هیچ کدام آنها اینگونه نیست که خودت واکسنآر ان ای درست کنی بلکه دو مورد سودمند وجود دارد: یکی مربوط به پژوهش هایی است که نشان میدهد ویروس ها چگونه کار می کنند و یکی مربوط به طراحی وسایل بالینی و تشخیصی است.
مطالعات نسل های بعدی روی سکانس ها مشابه کاری که ما کردیم طراحی میشود تا حتی پیام های بسیار اندکی را بتواند بگیرد مثلا از روی مقادیر بسیار اندک DNA or RNA در محیط بتواد سکانس های قابل خواندن و دارای اطلاعات را بگیرد. بنابراین همانطور که در بالا بیان شد این سکانس ها در بسیاری از مطالعات سکانسی قابل استفاده خواهد بود. (چه بالینی و یا غیر بالینی)
وقتی کسی بتواند در آینده این سکانس ها را ذخیره سازی کند، دارای ارزش آموزشی خواهد بود. این سکانس ها در دسترس خواهند بود و مهم نیست از کجا آمده اند. برای نمونه، هر آنالیز عمومی یا پزشکی درباره ی سلامت که بر اساس مطالعات سکانسی برای ارزیابی SARS-COV2 و واریان های آن باشد از دانستن سکانس واکسن ها سود خواهد برد تا سکانس های قابل خواندن از آر ان ای های واکسن را از آر ان ای های ویروس تشخیص دهد. آزمایشگاه های تشخیصی که تست های مراقبتی روی اسید نوکلئیک مانند PCR or LAMP assays انجام میدهند نیاز شدیدی دارند سکانس های واکسن را بدانند تا در تشخیص فردی که واکسینه شده است و فردی که دچار عفونت قبلی شده است دچار ابهام نشوند.
NAalytics/Assemblies-of-putative-SARS-CoV2-spike-encoding-mRNA-sequences-for-vaccines-BNT-162b2-and-mRNA-1273
ترجمه همراه به برخی توضیحات از دکتر سلمان فاطمی
@salmanfatemi
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031
