ابزار بقای موجود زنده از نخستین همانند سازها تا مغز، از مغز تا ابزارهای بقای ویروس کرونا(قسمت بیست و سوم)
واکسن با قدرت تاثیر بر انواع ویروس های کرونا(سوپرواکسن کرونا) ممکن است از همه گیری جهانی بعدی، جلوگیری کند.
تلاش های علمی در نزاع ژنتیکی بین انسان و عوامل بیماری زا، کاری آماری و پیچیده را برای ساختن واکسن های با قدرت زیاد شروع کرده است. تحلیل دیتابیس ژنتیکی، روشی آماری و پیچیده است که از روی انبار اطلاعات ژنتیکی، احتمالات زیادی را در مورد همه گیری ها و روش های مهار آن، ارائه میدهد. تلاش ها برای زدودن همه گیری ها و هشدار در مورد حمله ویروس های بعدی، در سایه پیشرفته ترین تکنولوژی ژنتیک و تحلیل دیجیتالی داده ها با هوش مصنوعی برای پیش بینی عملکرد ویروس(توصیه میشود قسمت چهاردهم از سلسله مباحث ابزارهای بقای موجود زنده از نخستین همانند سازها تا مغز از مغز تا ابزارهای بقای ویروس کرونا .... در کانال دکتر سید سلمان فاطمی مطالعه شود و به مقاله ای تحت عنوانبعد از کرونا(دلخوشی بیهوده یا نگرانی ای همراه با امید!)در همین کانال مراجعه شود.)
در سال 2017 سه گروه تحقیقاتی در جهت ساختن واکسنی برای پوشش کرونا ویروس های بتا بودند. در آن زمان گروهی مبتلا به دو بیماری ناشی از کرونا ویروس بودند
severe acute respiratory syndrome (SARS)
و Middle East respiratory syndrome (MERS)
کسی در آن زمان به فکر همه گیری وسیعی ناشی از کرونا ویروس، نبود..در آن زمان، مرکز آلرژی و بیماری های عفونی آمریکا تصور نمی کرد چنین واکسنی ضروری باشد ولی اکنون با مرگ بیش از سه میلیون نفر در سطح جهانی، این دیدگاه تغیبر کرده است.
همه گیری ناشی از کرونا ویروس- که وسیعتر از امروز باشد- کاملا منطقی به نظر میرسد. این ویروس در بسیاری از میزبان های حیوانی مانند خفاش، مورچه خوار، گربه، سمور و پرندگان هست و می تواند به انسان، منتقل شود که در برابر این ویروس قدرت ایمنی ضعیفتری دارد.
اندرو واردزیست شناس ساختاری پژوهش اسکریپس- که پروپوزال تایید نشده ی سال 2017 را نوشت- میگوید: احتمال همه گیری وسیعتر در ده تا پنجاه سال آینده با این ویروس وجود دارد.
پژوهش های آزمایشگاه وارد، شامل روش های سنتی تولید واکسن و تولید واکسن با mRNA دستکاری شده و نیز ویروس کشته شده است. واکسن پان کرونا ویروس(سوپرواکسن) روی حیوانات، نتایج خوبی داشته است ولی هنوز روی انسان کار نشده است.
پیشرفت خوب پاسخ علیه SARS-COV2 باعث امیدواری در تولید چنین واکسن پان کروناویروسی(سوپرواکسنی) شده است. بیمارانی که سالها قبل دچار بیماری شده اند چون دارای آنتی بادی علیه ویروس هستند منبع خوبی برای ادامه پژوهش ها هستند.
بارنی گراهامکه در تولید واکسن شرکت مدرنا علیه کووید19 همکاری داشته است میگوید:رسیدن به واکسن پان کرونا ویروس، در مقایسه با ویروس HIV و آنفلوانزا کار آسانتری به نظر میرسد.
هانا ترنراخیرا کپی هایی از تاج ویروس SARS-COV2 را با آنتی بادی های دارای خاصیت خنثی سازی وسیع bnAb، در آزمایشگاه خود مخلوط کرد.
این آنتی بادی ها از بیماری زایی بخش بزرگی از این ویروس ها؛ چه قدیمی یا جدید، جلوگیری میکند. ترنر سپس مخلوط آنتی بادی و تاج ویروس را با نیتروژن مایع منجمد کرد و کریستال های حاصل شده را در زیر میکروسکوپ چهار میلیون دلاری به بزرگی سه فریزر، قرار داد.
او نمونه ها را با 200 کیلوولت الکترون بمباران کرد تا کمپلکس های تاج-آنتی-بادی را در سطح اتمی بررسی کند. این روش cryo electron microscopy خوانده میشود. این، شبیه تلسکوپ برای بررسی سطح ماه است.
چشم ماهر ترنر، پروتئین های تاج کریستالیزه شده را بررسی کرد که در گروه های سه تایی در هم رفته بودند و با آنتی بادی ها در محل خود میخ شده بودند. کامپیوترها چند روز بعد، 1100 زاویه مختلف مشاهده ی او را اندازه گیری کردند تا یک نمای زیبای گرجی را از نقشه ی ترکیب تاج-آنتی بادی با دقت سه انگستروم به دست بدهد. این، کمی ضخیمتر از رشته ی دی ان ای است.
با به دست آوردن ترکیب تاج های مختلف ویروس های متفاوت کرونا با آنتی بادی های خنثی کننده، وارد امیدوار است بخش های کوچک پروتئین به نام اپیتوپ را شناسایی کند.
وارد اعتقاد دارد آن اپیتوپ ها کلید ایجاد واکنش وسیع ایمنی علیه کرونا ویروس ها باشد. با حدس ایجاد همه گیری وسیع دیگر در آینده، دانشمندان کوشش میکنند مردم را علیه اکثر کرونا ویروس ها مقاوم کنند. بسیاری از استراتژی‌های فعلی به پروتئین تاج ویروس می‌پردازد.
یک واکسن قوی(پان کرونا ویروس واکسن)باید بتواند ما را علیه هر چهار نوع ویروس آلفا، بتا، گاما، و دلتا پوشش دهد ولی بیشتر پژوهشگران، هدف عاقلانه تری دارند. ایمونولوژیستدنیس بورتوناز موسسه ی اسکریپس می گوید:هر چه پیش برویم کار سخت تر میشود.
کروناویروس های گاما ودلتا که بیشتر در خوک و پرندگان یافت می شود تاکنون انسان را آلوده نکرده اند. بنابراین سازندگان واکسن به آنها توجهی نداشته اند. توجه بیشتر بر آلفا کروناویروس و بیشترین توجه بر بتا کروناویروس است. ساربکوویروس ها مورد پژوهش وارد هستند.
بورتون امیدوار است و می گوید: ما اکنون می دانیم به زودی میتوانیم به طور کامل آنتی بادی هایی را تولید کنیم که علیه SARS-CoV2 عمل می کند. ولی به فرض که این کار در مورد ویروس های کنونی انجام شود این ویروس دائما خود را بازسازی می کند و می تواند به شکل کشنده تری تبدیل شود. در این حالت باید واکسن جدیدی ساخت. این شبیه یک فیلم هالیوودی وحشتناک است!
جورکمن و همکاران او بخش هایی از تاج را از گروه زیادی از بتا کروناویروس ها انتخاب کردند. در میان اینها SARS-CoV2 ای است که از مورچه خوار گرفته می شود همچنین پنج ویروس- که از خفاش گرفته شده است- اضافه شد. آنها از منطقه ی اتصال به گیرنده (RBD) استفاده کردند. این، منطقه ای از تاج است که با اتصال به ACE2 باعث عفونت می شود. RBD یک هدف مهم برای بیشتر آنتی بادی هایی است که SARS-CoV2 را خنثی می کند.
او با مقایسه ی ژن های RNA که تاج را کد میکند نشان داد طی تکامل ویروس، منطقه ی سر RBD، بسیار متفاوت میشود ولی قسمت پایین تر درمیان ویروس های مختلف، نسبتا ثابت باقی مانده است. بنابراین پژوهشگران از هشت مولتیمر یعنی پروتئین های کوچک از سکانس حفظ شده ی RNA استفاده كردند؛ سپس ترکیب هایی از آنها را روی سطح نانوذراتی متصل کردند که از پروتئین باکتری درست شده بود تا واکسن هایی با موزائیسم متفاوت، درست شود.
این نانوذرات، در تئوری باعث تولید آنتی بادی هایی میشود که علیه ویروس های شناخته شده ایمنی ایجاد میکند و چون سکانس ها حفظ میشود واکسن ممکن است در برابر خانواده های دور آن ویروس ها هم موثر باشد. سال گذشته جورکمن و همکاران او برخی از این واکسن های موزائیک را به موش تزریق کردند. آنها گزارش کردند در ظرف های آزمایشگاهی، آنتی بادی های تولید شده از موش، بیماری زایی بخش بزرگی از سرباکوویروسها را از جمله ویروس هایی- که در تهیه ی واکسن از آنها استفاده نشده بود- با قدرت مهار میکند.
گراهام که قبل ازهمه گیری کنونی روی واکسن های پان کرونا ویروس(سوپرواکسن کرونا) کار میکرد دلیل می آورد که تریمرهای تاج ویروس، ممکن است محافظت ایمنی بهتر و وسیع تری را در مقایسه با RBD ها تولید کند. گروه او تریمرهای تاج را از SARS-CoV2 و دو بتاکروناویروس- که باعث سرماخوردگی در انسان میشود- گرفتند و آن را در بسته های قابل انعطاف نانو، قرار دادند و این بسته ها از دو پروتئین متفاوت ساخته شده بود که توسط زیست شناس محاسباتی نیل کینگ از دانشگاه سیاتل واشنگتن، ارتقا یافته بود. در استراتژی سوم با منظم کردن پروتئین های خار نانوذرات، تولید کنندگان واکسن کوشش می کنند شکل رستوران اعیانی ای را پیگیری کنند.دراینجا مواد ارائه شده، شبیه به غذای داخل ظرف است. هدف، تولید غذا موافق با اشتهای B Cell است!
این سلول ها آنتی بادی ها را تولید می کنند. سلول ها با استفاده از پروتئین هایی به شکل Y به نام ایمونوگلوبولین روی سطح خود، جسم خارجی را می شناسند. کینگ می گوید بسته های نانو برای عرضه ی اپیتوپ ها به این صورت، ایده آل هستند. او می گوید: ما می توانیم فضاسازی و ساختار اجزای ویروس را خیلی بهتر از هر کس دیگری در گذشته، شناسایی کنیم.
B Cell های حاصل- که متصل می شوند- تعداد زیادی از سلول ها را برنامه ریزی می کند تا آن چیزی را که پژوهشگران سوپر آنتی بادیمی نامند، ترشح کند و قدرت زیادی را نشان دهد. این سوپرآنتی بادی ها قدرت حفاظتی واکسن را بیشتر می کنند زیرا حتی اگر برای یک سویه ی ویروس بهطور کامل موثر نباشند برخی فعالیت های خنثی سازی را دارند. گروه باریک در تلاش برای ایجاد راه حل دیگری برای ارائه آنتی ژن های متفاوت هستند. به جای مرتب کردن تنها روی چارچوب ها، گروه از mRNA هایی استفاده میکند که یک پروتئین فاز حاد را کد میکند و بخش های متفاوت تاج را از خانواده های دور ساربکوویروس های انسانی و خفاشی در هم می آمیزد.
باریک میگوید: تاج ویروس خیلی در حال تحول و تغییر است... تو میتوانی اجزای ساختاری را بدون هیچ مشکلی حرکت دهی چهار mRNA متفاوت ساختار تاجی، موش را از ابتلا به ساربکوویروس های انسان و خفاشی محافظت کرد. بارتون هاینز و تیم او در دانشگاه دوک که با گروه باریک کار میکند اخیرا واکسنی را ساختند که دارای RBD SARS-CoV2 در نانو ذرات فریتین است. با درنظر گرفتن آن به عنوان واکسن کووید 19 با ساختار mRNA این واکسن، همه کارتر از دیگر واکسن ها از آب درآمد. این واکسن در میمون ها علیه SARS-CoV2 به کار رفت ولی آنچه برای پژوهشگران شگفت بود اینکه آنتی بادی های گرفته شده از میمون ها، هم SARS-CoV2 و هم دو کروناویروس خفاشی را در مطالعات آزمایشگاهی خنثی کرد.
کلید این حفاظت وسیع، وقتی به دست آمد که گروه، آنتی بادی را از فردی جدا کردند که سالها قبل دچار سارس شده بود. این آنتی بادی ها میتواند تعداد زیادی از ساربکوویورس ها را مهار کند، همچنین محکم به همان RBDی میچسبد که در واکسن کووید 19 استفاده میشود. آنالیز ساختاری آنتی بادی که به RBD میچسبد نشان می دهد که روی بخش دومین و نه روی بخش بالایی و راس میچسبد که برای بیشتر آنتی بادی های خنثی کننده که به وسیله ی واکسن القا میشود مناسب است. چون آنتی بادی با مواردی که به راس متصل میشود واکسن پایداری علیه گونه های دیگر ندارد هاینز تصورمیکند واکسنی که برای هدف قرار دادن پایه ی تاج ویروس ساخته شده است و آنتی بادی های با قدرت خنثی کنندگی شایعتر میتواند علیه ویروس های متعدد، واکنش نشان دهد. او انتظار دارد آزمایش های بالینی روی این واکسن ها بتواند طی شش ماه شروع شود.
تاج ویروس دو بخش راسی شامل RBD و پایه تحت عنوان S2 دارد و این بخش ساقه، در میان کروناویروس ها مشترک است. جاسو ن مکللان از دانشگاه تگزاس میگوید: بخش S2 بیشترین بخش حفظ شده تاج کروناویروس است.
پس از آنکه تاج، روی گیرنده ی سلولی انسانی می نشیند آنزیم کروناویروس، سر یا S1 را برمیدارد تا ساقه را در معرض، قرار دهد؛ بعد تاج به سلول می چسند و می تواند ماده ی ژنتیکی را به درون سلول منتقل کند. پاسخ های ایمنی در برابرS2 آن فرایند کلیدی را از رده خارج می کند؛ هرچند ساقه همیشه به اندازه ی کافی قابل رویت نیست. چند سال قبل مکللان، از بخش S2، واکسنی را برای ویروس مرس ساخت که موش را تا اندازه ای در برابر تاج، محافظت می نمود. آنتی بادی هایی که به وسیله ی واکسن تولید می شود، همچنین به SARS-CoV2 متصل می شود.
آزمایشگاه مکللان، اکنون با روش Cryo-EM ترکیب آنتی بادی- ساقه را بررسی می کند و از S2 SARS-CoV2استفاده می کند تا واکسنی برای بتا کروناویروس ها بسازد. مکللان می گوید: فرایند ایمنی ما اکنون همه S2 را هدف قرار می دهد ولی ما می خواهیم آن را تغییر دهیم و بخش های کوچکتری را هدف قرار دهیم.
مانند دیگر سازندگان سوپرواکسن کروناویروس، مکللان کوشش میکند Bcell های تولید کننده ی آنتی بادی را صف آرایی کند. گروه های اندکی کوشش می کنند بازوی دیگر سیستم ایمنی یعنی Tcell را هم به کار بگیرند. دیوید ویسلر زیست شناس ساختاری، یک آنتی بادی را توصیف کرد که از فرد مبتلا به سارس در سال 2003 گرفته شده بود و عفونت زایی را در هر دوی SARS-CoV2 و SARS-CoV با کمک سلول های T مهار کرد. هرچند آنتی بادی به RBD تاج ویروس میچسبد مانع از اتصال آن به ACE2نمیشود. این را Cryo-EM نشان داد.
به جای این، گروه ها متوجه شدند این به سطح پیشگامان ایمنی متصل می شود که به Tcell آموزش میدهد سلول های عفونی را تخریب کند. این تلاش واکسن سازی، 25 سال قبل در پژوهش های سرطان به کار رفت و این زمانی بود که دانشمندان فهمیدند آنتی بادی های منوکلونال می توانند Tcell های کشنده را هدف گذاری کنند و تومور را از میان ببرند. Tcell ها همچنین در تحقیقات بت کوربر زیست شناس محاسباتی در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس دارای اهمیت است.(زیست شناسی محاسباتیcomputational biologyعلمی است که جنبه های مختلف بیوانفورماتیک را در برمیگیرد و از اطلاعات بیولوژیک استفاده میکند تا سیستم ها و ارتباط های بیولوژیک را بشناسد.)
او آلگوریتم هایی را طراحی میکند تا سکانس های ژنومی بتاکروناویروس ها را درجه بندی کند و مناطقی از پروتئین ویروس را پیدا کند که میتواند پاسخ های Tcell را نشانه گذاری کند و آن در میان کروناویروس های مختلف اندکی تغییر میکند.
دکتر سید سلمان فاطمی . نورولوژیست, [22.04.21 02:09]
کوربر میگوید: اپیتوپ های حفظ شده Tcell ممکن است واکسن های خوبی درست کند. او امیدوار است در ابتدا بتواند تکنیک های Tcell را با استراتژی Bcell مخلوط کند تا بتواند علیه همه انواع SARS-CoV2 سودمند باشد. او در حال تحلیل یک میلیون سکانس ویروس در دیتابیس است تا فضای تکاملی عامل بیماری زا را درک کند و ببیند چه تغییراتی به آن کمک میکند به پاسخ های آنتی بادی حمله کند و چه جهش هایی را نمیتواند ایجاد کند.
کوربر میگوید: ما نیاز داریم به سیستم ایمنی نشان دهیم به چه چیزی نیاز دارد تا بتواند وسیع، عمل کند. او همچنین تلاش هایی مشابه برای تولید واکسن برای ویروس کاهنده ی قدرت سیستم ایمنیHIV، آنفلانزا و ابولا انجام داده است. همکاران او قصد دارند سکانس هایی را که او انتخاب کرده است به واکسن mRNA تبدیل کنند. در نهایت یک تلاش سنتی هم در جریان است تا هر دوی بی سل و تی سل را درگیر کند.
متو ممولی و جفری توبنبرگرمیخواهند شکل های غیر فعال شده کروناویروس ها را از چهار نسل شناخته شده در سویه ی بتا، جمع آوری کنند. واکسن ها بر پایه ی ویروس کامل، به سیستم ایمنی کمک می کند تیرهای چندگانه ای را به هدف بزند و این به جای آن است که پاسخ ها بر اسپایک یا بخشی از آن باشد. او می گوید: برخی آنتی ژن ها به تو آنتی بادی می دهد؛ برخی دیگر بیشتر پاسخ های Tcell میدهد؛ برخی آنتی ژن ها هر دو پاسخ را میدهد و برخی بیشتر باعث تحریک ایمنی مخاطی میشود. بهترین کار استفاده از آنتی ژنی است که همه این پاسخ ها را القا کند.
چگونه سازندگان سوپرواکسن کرونا تایید می کنند تیرهای آنها علیه 3SARS-CoV هم سودمند است؟!
باریک می گوید: تو باید پانل خوبی از ویروس های چالش زا داشته باشی تا حقیقتا شروع به آزمایش این واکسن ها کنی. سازمان غذا و داروی آمریکا توضیحات و قوانینی در مورد ویروس های مهندسی شده و خطر بیولوژیک آنها دارد. وقتی واکسنی روی انسان قابل آزمایش نباشد میتوان در ابتدا آن را روی حیوانات آزمایش کرد.
اگر سوپر واکسن تایید شود آیا کشورها ذخیره ی کافی خواهند داشت تا شیوع ویروس جدیدی را از میان ببرند؟ یا آنها در زمان شیوع، دوباره از اول کوشش میکنند طرح تولید واکسن راه بیندازند که این، خودش تهدیدی تازه علیه بشریت است؟
اینها مسائلی است که CEPI بررسی می کند، ولی انتخاب دیگر سومی هم هست: استفاده از آن در همه گیری کنونی به عنوان واکسن و تلاش نهایی تا از کاهش ایمنی احتمالی پس از واکسن جلوگیری کند و از پیدایش آرام گونه های جدید SARS-CoV2 جلوگیری کند.
تلاش ها برای نسل دومی از واکسن ها علیه کووید 19 شروع شده است که میتواند علیه آن گونه های جدید، محافظت ایجاد کنند، ولی هاینس می گوید: این یک بازی تصادفی است که انتهایی ندارد. تو باید فقط منتظر ایجاد سویه ی جدید ویروس بمانی تا بیاید!آنها می گویند سوپرواکسن میتواند وظیفه ی دوگانه ای داشته باشد. در گذر زمان ممکن است تزریق واکسنی صورت گیرد که با وسعت بیشتری سودمند باشد. این ممکن است همه گیری کنونی و همه گیری های بعدی را مهار کند.
ممولی میگوید: هدف از واکسنی با قدرت حمایتی وسیع، مهار همه گیری از همان ابتدای آن است. موضوع مشکل ساز کنونی این است که آیا ویروس های کاملا جدید ایجاد میشود یا نه؟ ما چیزی در این مورد نمی دانیم.
https://fcld.ly/2rs2tlc
@salmanfatemi
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031
