Οι ειδικοί σχεδιάζουν ένα ενιαίο εμβόλιο για να νικήσουν όλες τις παραλλαγές του Covid-19
Οι επιστήμονες αγωνίζονται για την ανάπτυξη καθολικού τρυπήματος για την πρόληψη επαναλαμβανόμενων πανδημιών κορωνοϊού
Patrick T. Fallon/AFP μέσω Getty Images
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, Lara Marks και Ankur Mutreja μίλησαν με βασικούς παράγοντες στην παγκόσμια ώθηση για τη δημιουργία ενός εμβολίου που προστατεύει από κάθε πιθανή μετάλλαξη του ιού
Ο Sars-CoV-2, ο ιός που ευθύνεται για τον Covid-19, έχει ανατρέψει τον κόσμο. Οι ειδικοί έχουν προβλέψει ότι θα στοιχίσει τη ζωή μεταξύ εννέα και 18 εκατομμυρίων παγκοσμίως . Αυτό είναι επιπλέον ότι καταστρέφει τα προς το ζην, την ψυχική υγεία και την εκπαίδευση αμέτρητων άλλων. Η πανδημία πιθανότατα θα προκαλέσει τον όλεθρο για πολλά χρόνια ακόμα, παρά την αξιοσημείωτη ταχύτητα ανάπτυξης του εμβολίου. Σε αυτό δεν βοηθά η εμφάνιση του νέες παραλλαγές σαρώνουν τον κόσμο, που αποτελούν σοβαρή απειλή για την επιτυχία του εμβολιασμού και των επερχόμενων θεραπειών.
Είναι δύσκολο να προβλεφθεί το μελλοντικό μοτίβο του Sars-CoV-2. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι θα συνεχίσει να κυκλοφορεί σε τσέπες σε όλο τον κόσμο, πράγμα που σημαίνει ότι θα γίνει ενδημικό στην με τον ίδιο τρόπο με τη γρίπη . Σε αυτό το πλαίσιο, ο αριθμός των λοιμώξεων παραμένει σχετικά σταθερός με περιστασιακές εξάρσεις που διατρέχουν τον κίνδυνο να μετατραπούν σε πανδημία. Πολλά εξαρτώνται από το πόσο ευρέως μπορεί να εμβολιαστεί ο πληθυσμός σε όλο τον κόσμο και πόσο καιρό ανοσία διαρκεί μετά από φυσική μόλυνση ή εμβολιασμό.
Μακροπρόθεσμα, η καλύτερη λύση θα ήταν η ανάπτυξη ενός καθολικού εμβολίου - που θα βοηθούσε στην προστασία από όλες τις τρέχουσες παραλλαγές του κορωνοϊού και οποιεσδήποτε άλλες προκύψουν στο μέλλον. Χωρίς αυτό, ο κόσμος διατρέχει τον κίνδυνο επαναλαμβανόμενων πανδημιών.
Δεδομένος τις δυσκολίες που συναντήθηκαν για τη δημιουργία ενός καθολικού εμβολίου κατά της γρίπης, αυτό μπορεί να φαίνεται πολύ καλό. Αλλά ένας αριθμός επιστημόνων πιστέψτε ότι είναι δυνατό με βάση την ταχεία ανάπτυξη των εμβολίων Sars-CoV-2.
Ο Covid-19 είναι στην πραγματικότητα ο τρίτη μεγάλη επιδημία μολυσματικών ασθενειών που πυροδοτήθηκε τις τελευταίες δύο δεκαετίες από έναν νέο κορονοϊό που μεταπηδά από ζώα σε ανθρώπους, με τα άλλα δύο να είναι το Sars και το Mers.
Για να καταλάβουμε πόσο έχει προχωρήσει ένα εμβόλιο για τον πανικό κορωνοϊό, μιλήσαμε με αρκετούς βασικούς παράγοντες στον τομέα. Είμαστε και οι δύο ειδικοί σε αυτόν τον τομέα, αλλά το αντιμετωπίζουμε από πολύ διαφορετικές οπτικές γωνίες – Λάρα Μαρκς είναι ιστορικός της ιατρικής με ενδιαφέρον για τη βιοτεχνολογία και τα εμβόλια, ενώ ο Ankur Mutreja έχει εμπειρία στην παρακολούθηση εστιών και στην ανάπτυξη εμβολίων για μολυσματικές ασθένειες. Από τις συνομιλίες μας, φαίνεται ότι υπάρχουν πολλά ενθαρρυντικά υποψήφια εμβόλια στον ορίζοντα - είναι ακόμη πιθανό ότι ένα θα μπορούσε να αναπτυχθεί για χρήση σε ανθρώπους εντός 12 μηνών.
'Το Άγιο Δισκοπότηρο'
Ένα από τα πρώτα άτομα που μιλήσαμε ήταν Ρίτσαρντ Χάτσετ , ο Διευθύνων Σύμβουλος του Συνασπισμού για Καινοτομίες Ετοιμότητας Επιδημίας (Cepi). Το Cepi, που ιδρύθηκε το 2017, είναι μια παγκόσμια συνεργασία μεταξύ δημόσιων, ιδιωτικών, φιλανθρωπικών οργανώσεων και οργανώσεων της κοινωνίας των πολιτών που στοχεύει να συμπιέσει την ανάπτυξη εμβολίων κατά των αναδυόμενων μολυσματικών ασθενειών σε 100 ημέρες - το ένα τρίτο του χρόνου που επιτυγχάνεται με τα πρώτα εμβόλια Covid-19.
Προβλέποντας δίκαιη πρόσβαση σε εμβόλια για όλες τις χώρες, τον Ιανουάριο του 2021, η Cepi ανακοίνωσε ότι θα αυξήσει και επενδύσει 3,5 δισ. δολάρια στην έρευνα και ανάπτυξη εμβολίων για την ενίσχυση της παγκόσμιας ετοιμότητας σε πανδημίες, από τα οποία 200 εκατομμύρια δολάρια έχουν διατεθεί για την ανάπτυξη ενός καθολικού εμβολίου κατά του κορωνοϊού. Ένα τέτοιο εμβόλιο θα προσφέρει προστασία από ένα ευρύ φάσμα κορωνοϊών, ανεξάρτητα από τις παραλλαγές τους. Αυτό θα μείωνε την ανάγκη τροποποίησης του εμβολίου σε τακτική βάση.
Ο Χάτσετ περιέγραψε αυτά τα εμβόλια ως το ιερό δισκοπότηρο. Ωστόσο, υποστήριξε ότι μπορεί να χρειαστούν χρόνια επένδυσης. Είπε: Αν θέλεις να μεγαλώσεις ένα δέντρο, το καλύτερο που έχεις κάνει είναι να το έχεις φυτέψει πριν από 20 χρόνια. Και αν δεν το κάνατε αυτό, τότε το επόμενο καλύτερο πράγμα είναι να το φυτέψετε σήμερα.
Όταν ρωτήθηκε για το ποιο θα ήταν το καλύτερο εμβόλιο για την αντιμετώπιση του SARS-CoV-2, ο Χάτσετ απάντησε: Στην πραγματικότητα δεν γνωρίζουμε ακόμη συγκεκριμένα. Αυτή είναι πραγματικά η πρώτη μας ενασχόληση με αυτόν τον ιό, προφανώς, και τον έχουμε παρακολουθήσει να επεκτείνεται και να ξεδιπλώνεται με την πάροδο του χρόνου…
Εξακολουθούμε να συλλέγουμε δεδομένα και να αποκτούμε εμπειρία σχετικά με αυτό. Νομίζω ότι πρέπει να έχουμε λίγη ταπεινοφροσύνη σχετικά με αυτά που γνωρίζουμε αυτήν τη στιγμή και αυτά που μπορούμε να γνωρίζουμε. Απλά πρέπει να είμαστε σε εγρήγορση.
Γιατί μεταλλάσσεται το Sars-CoV-2;
Κανένας από τους επιστήμονες που πήραμε συνέντευξη δεν εξεπλάγη όταν είδε το Sars-CoV-2 να μεταλλάσσεται. Όλοι οι ιοί μεταλλάσσονται. Συχνά υφίστανται τυχαίες γενετικές αλλαγές επειδή ο μηχανισμός αναπαραγωγής του ιού δεν είναι τέλειος. Είναι λίγο σαν ένα παιχνίδι τηλεφώνου όπου τα παιδιά επαναλαμβάνουν αυτό που νόμιζαν ότι άκουσαν, κάνοντας λάθη σε όλη τη διαδρομή, έτσι ώστε το τελικό μήνυμα να είναι πολύ διαφορετικό από το αρχικό. Κάθε φορά που ένας ιός αναπτύσσει μία ή περισσότερες μεταλλάξεις, θεωρείται παραλλαγή του αρχικού ιού.
Η διαδικασία μετάλλαξης βοηθά τους ιούς να προσαρμοστούν και να επιβιώσουν από οποιαδήποτε επίθεση από το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή, τον εμβολιασμό ή τη φαρμακευτική θεραπεία και τον φυσικό ανταγωνισμό. Οι ιοί αλλάζουν πιο γρήγορα όταν βρίσκονται υπό τέτοιες πιέσεις.
Οι επιστήμονες παρακολουθούν τις γενετικές παραλλαγές στο Sars-CoV-2 από την αρχή της πανδημίας. Αυτό το κάνουν αναλύοντας την αλληλουχία του συνολικού RNA (γονιδίωμα) του ιού που συλλέγεται από δείγματα ασθενών. Το γονιδίωμα είναι το πλήρες σύνολο γενετικών οδηγιών που χρειάζεται ένας οργανισμός για να λειτουργήσει και να ευδοκιμήσει.
Επιστήμονες στην Κίνα κατάφεραν να προσδιορίσουν την αλληλουχία του πρώτου γονιδιώματος Sars-CoV-2 μόλις μία εβδομάδα αφότου ο πρώτος ασθενής νοσηλεύτηκε με ασυνήθιστη πνευμονία στη Γουχάν. Συντάχθηκε για πρώτη φορά στις 5 Ιανουαρίου 2020, η ακολουθία αποκάλυψε ότι ο ιός ήταν στενός συγγενής του Sars-CoV-1, ενός ανθρώπινου κορονοϊού που προκάλεσε ξέσπασμα σοβαρής αναπνευστικής νόσου Sars που πρωτοεμφανίστηκε στην Κίνα το 2002 και στη συνέχεια εξαπλώθηκε σε πολλές άλλες χώρες. Έμοιαζε επίσης με κορονοϊό που μοιάζει με Sars βρέθηκαν σε νυχτερίδες .
Αποτελώντας ένα μονόκλωνο RNA, το γονιδίωμα Sars-CoV-2 αποδείχθηκε ότι είναι το μακρύτερο γονιδίωμα οποιουδήποτε γνωστού ιού RNA. Με τη βοήθεια της αλληλουχίας, οι επιστήμονες μπόρεσαν γρήγορα να εντοπίσουν τα γονίδια που μεταφέρουν τις οδηγίες για πρωτεΐνη ακίδας , το τμήμα του ιού που τον βοηθά να εισβάλει στα ανθρώπινα κύτταρα. Αυτό έγινε ένας σημαντικός στόχος για την ανάπτυξη του εμβολίου Covid-19.
Τα αρχικά δεδομένα αλληλουχίας του γονιδιώματος έδειξαν ότι το Sars-CoV-2 μεταλλάχθηκε πολύ πιο αργά από τους περισσότερους άλλους ιούς RNA, αποτελώντας το ήμισυ του ποσοστού του ιού που ευθύνεται για τη γρίπη και το ένα τέταρτο αυτού που βρέθηκε για τον HIV. Αλλά το ποσοστό μετάλλαξής του έχει συγκέντρωσε ταχύτητα με την πάροδο του χρόνου, βοηθούμενη από τη μεγάλη δεξαμενή ανθρώπων που έχει μολυνθεί και τις πιέσεις επιλογής.
Δεν είναι όλες οι μεταλλάξεις άσχημα νέα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αποδυναμώνουν τον ιό, με την παραλλαγή να εξαφανίζεται χωρίς ίχνος. Αλλά σε άλλες περιπτώσεις, επιτρέπουν στον ιό να εισέλθει στα κύτταρα του ξενιστή πιο εύκολα ή να ξεφύγει από το ανοσοποιητικό σύστημα πιο αποτελεσματικά, καθιστώντας τον πιο δύσκολο για την πρόληψη και τη θεραπεία.
Μέχρι στιγμής, πέντε νέα παραλλαγές που προκαλούν ανησυχία έχουν εμφανιστεί με το Sars-CoV-2. Το πρώτο (άλφα) εντοπίστηκε στη νοτιοανατολική Αγγλία τον Σεπτέμβριο του 2020. Άλλα βρέθηκαν λίγο αργότερα στη Νότια Αφρική (βήτα), τη Βραζιλία (γάμα), την Ινδία (δέλτα) και το Περού (λάμδα). Αυτό που ανησυχεί για αυτές τις νέες παραλλαγές είναι ότι είναι πιο μεταδοτικές, καθιστώντας τις εξαπλωθεί πιο γρήγορα , γεγονός που αυξάνει την πιθανότητα επαναμόλυνσης και επανεμφάνισης σε περιπτώσεις. Κάθε ιός Sars-CoV-2 που κυκλοφορεί σήμερα είναι μια παραλλαγή του αρχικού και οι νέες παραλλαγές θα συνεχίσει να εμφανίζεται .
Προκαταρκτική έρευνα προτείνει ότι τα εμβόλια πρώτης γενιάς προσφέρουν κάποια προστασία έναντι των νέων παραλλαγών, συμβάλλοντας στη μείωση της σοβαρής ασθένειας και της νοσηλείας. Ωστόσο, πιθανότατα θα γίνουν λιγότερο αποτελεσματικά με την πάροδο του χρόνου, καθώς ο ιός μεταλλάσσεται περαιτέρω και η ανοσία που έχουν αποκτήσει οι άνθρωποι, είτε μέσω εμβολιασμού είτε μέσω φυσικής μόλυνσης, εξασθενεί.
Ψάχνετε για αδύνατα σημεία
Όσον αφορά ένα καθολικό εμβόλιο κατά του κορωνοϊού, το τελικό ερώτημα, πιστεύει ο Χάτσετ, είναι εάν υπάρχουν αδύναμα σημεία που διατηρούνται στους κορονοϊούς ως οικογένεια ιών στην οποία μπορείτε να αναπτύξετε ανοσολογικές απαντήσεις που σας προστατεύουν αποτελεσματικά.
Το βασικό ζήτημα στη δημιουργία ενός καθολικού εμβολίου είναι η ευρεία κάλυψη που πρέπει να προσφέρει το εμβόλιο. Αυτό μας το επισήμανε και Άντριου Γουόρντ στο Scripps Research Institute στην Καλιφόρνια. Όπως το έθεσε, η δημιουργία ενός καθολικού εμβολίου είναι από μόνη της μεγάλη πρόκληση. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες προσπάθησαν για χρόνια, αλλά δεν κατάφεραν ακόμη να αναπτύξουν ένα καθολικό εμβόλιο για τη γρίπη.
Ούτε έχουν καταφέρει ακόμη να δημιουργήσουν ένα για τον HIV. Εν μέρει, αυτό οφείλεται στο ότι οι επιφανειακές πρωτεΐνες που βρίσκονται σε αυτούς τους ιούς αλλάζουν συχνά την εμφάνισή τους. Αυτό δυσκολεύει το ανοσοποιητικό μας σύστημα να αναγνωρίσει τον ιό.
Όμως οι επιστήμονες έχουν κάνει τεράστια πρόοδο τα τελευταία χρόνια στην κατανόηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ του ανοσοποιητικού συστήματος και των ιών που προκαλούν τη γρίπη και τον ιό HIV. Χρησιμοποιούν τώρα αυτή τη γνώση για να δημιουργήσουν ένα καθολικό εμβόλιο για τους κοροναϊούς, το οποίο μην αλλάζετε τόσο γρήγορα .
Μια μακρά ιστορία καινοτομίας εμβολίων
Ένας από τους λόγους αισιοδοξίας με ένα παγκόσμιο εμβόλιο κατά του κορωνοϊού είναι η επιτυχημένη ανάπτυξη του εμβολίου Sars-CoV-2. Κατασκευασμένο σε χρόνο ρεκόρ, τα θεμέλια για το εμβόλιο τέθηκαν πριν από πολλά χρόνια. Μέχρι τη δεκαετία του 1980, τα περισσότερα εμβόλια αναπτύχθηκαν τροποποιώντας έναν ιό ή ένα βακτήριο ώστε να μην είναι πλέον επικίνδυνο. Αυτό επιτεύχθηκε με την αποδυνάμωση ή την απενεργοποίηση του παθογόνου, έτσι ώστε να μπορεί να εγχυθεί με ασφάλεια για να διεγείρει μια ανοσολογική απόκριση. Αν και ήταν εξαιρετικά επιτυχημένη για την προστασία από ασθένειες του ξενιστή όπως η ιλαρά, η πολιομυελίτιδα, η λύσσα και η ανεμοβλογιά, αυτή η προσέγγιση δεν αποδείχθηκε αποτελεσματική σε όλες τις ασθένειες.
Μέχρι τη δεκαετία του 1980, η παραγωγή εμβολίων βρισκόταν στο κατώφλι της αλλαγής, βοηθούμενη από την εμφάνιση της βιοτεχνολογίας. Εκεί που εφαρμόστηκε για πρώτη φορά με επιτυχία ήταν στην ανάπτυξη του α εμβόλιο κατά της ηπατίτιδας Β , που εκτιμάται ότι προκαλεί περισσότεροι θάνατοι παγκοσμίως από τη φυματίωση, τον HIV ή την ελονοσία .
Το πρώτο εμβόλιο ηπατίτιδας Β αναπτύχθηκε από τον Ο Maurice Hilleman στη Merck . Εγκρίθηκε το 1981 και ήταν το πρώτο εμβόλιο που προστατεύει από τον καρκίνο. Η χρόνια ηπατίτιδα Β είναι η κύρια αιτία καρκίνου του ήπατος. Στην πραγματικότητα, είναι δεύτερο μόνο μετά τον καπνό ως καρκινογόνο για τον άνθρωπο . Αυτό που ήταν νέο για το εμβόλιο ηπατίτιδας Β ήταν ότι αντί να χρησιμοποιήσει ολόκληρο τον ιό της ηπατίτιδας Β, ο οποίος ήταν δύσκολο να αναπτυχθεί στο εργαστήριο, χρησιμοποιούσε μόνο ένα επιφανειακά σωματίδια του ιού . Αυτή ήταν μια σημαντική ανακάλυψη για την τεχνολογία εμβολίων.
Ένα άλλο εμβόλιο που χρησιμοποιεί σωματίδια ιού είναι αυτό κατά του ιού των ανθρώπινων θηλωμάτων (HPV) που προκαλεί καρκίνο του τραχήλου της μήτρας, μια ασθένεια που σκοτώνει παγκοσμίως 260.000 γυναίκες κάθε χρόνο. Αδειοδοτήθηκε για πρώτη φορά το 2005, το εμβόλιο HPV πήρε χρόνια για να αναπτυχθεί. Αποτελείται από μικροσκοπικές πρωτεΐνες που μοιάζουν με το εξωτερικό τεσσάρων τύπων πραγματικού HPV που παράγεται σε μαγιά .
Συνθετικά εμβόλια
Η τεχνολογία των εμβολίων υπέστη μια περαιτέρω επανάσταση μετά το ξέσπασμα της πανδημίας της γρίπης των χοίρων που σάρωσε τον κόσμο για 19 μήνες από τον Ιανουάριο του 2009. Η πανδημία σκότωσε μεταξύ 151.700 και 575.400 ανθρώπους σε όλο τον κόσμο. Προκλήθηκε από έναν ιό της γρίπης H1N1, το επεισόδιο ήταν μια σημαντική υπενθύμιση της ταχύτητας που μπορούν να χτυπήσουν οι πανδημίες και του χάους που μπορούν να σπείρουν. Ήταν επίσης ένα σωτήριο μάθημα για τις εταιρείες που ανέπτυξαν εκατοντάδες εκατομμύρια αδειοδοτημένες δόσεις εμβολίων για την αντιμετώπιση της πανδημίας. Αν και επιτεύχθηκε μέσα σε μόλις έξι μήνες, ένα ιστορικό ρεκόρ, αυτό δεν ήταν αρκετά γρήγορο - μέχρι τότε, η κορύφωση των μολύνσεων είχε περάσει.
Μέρος της καθυστέρησης οφείλεται στον χρόνο που χρειάστηκε για να αναπτυχθεί αρκετός ιός σε αυγά ή σε καλλιεργημένα κύτταρα θηλαστικών. Μια άλλη μέθοδος, η χρήση γενετικής μηχανικής για την παραγωγή του ιού, αποδείχθηκε πολύ πιο γρήγορη, αλλά παρεμποδίστηκε από ρυθμιστικά εμπόδια. Αποφασισμένοι να επιταχύνουν τη διαθεσιμότητα εμβολίων για μελλοντικές πανδημίες, από το 2011, οι εμπειρογνώμονες εμβολίων έθεσαν σε εφαρμογή μια νέα στρατηγική που εκμεταλλεύτηκε την πρόοδο στη γονιδιωματική και την ανοιχτή κοινή χρήση δεδομένων ηλεκτρονικής αλληλουχίας. Σε συνδυασμό με α νέα ικανότητα για τη σύνθεση γονιδίων, αυτά τα εργαλεία έδωσαν στους επιστήμονες τη δύναμη να σχεδιάσουν τμήματα γονιδιώματος από έναν ιό για να προετοιμάσουν εμβόλια για να εκπαιδεύσουν το σώμα να αναγνωρίζει και να στοχεύει έναν πραγματικό ιό σε περίπτωση εισβολής.
Ουσιαστικά, η νέα συνθετική προσέγγιση απομακρύνει την ανάπτυξη εμβολίων από τη χρονοβόρα διαδικασία απομόνωσης και αποστολής ιών μεταξύ διαφορετικών περιοχών και στη συνέχεια ανάπτυξής τους σε κλίμακα. Το μόνο που χρειαζόταν ήταν η λήψη των σχετικών δεδομένων αλληλουχίας από το διαδίκτυο και η σύνθεση των σωστών γονιδίων για τη δημιουργία σχετικών ιικών συστατικών για την έναρξη της ανάπτυξης εμβολίου. Η ταχύτητα δεν ήταν το μόνο πλεονέκτημα που πρόσφερε η νέα μέθοδος. Μείωσε επίσης κάθε δυναμικό κινδύνους βιολογικού κινδύνου συμμετέχουν στην παρασκευή του εμβολίου.
Δόθηκε επίσης προσοχή στο να γίνει πιο αποτελεσματική η διαδικασία δοκιμών. Συνήθως το πιο αργό μέρος της ανάπτυξης του εμβολίου, μια τέτοια δοκιμή απαιτεί συχνά χρόνια για να ολοκληρωθεί. Πραγματοποιούνται πρώτα δοκιμές σε ζώα, για να αξιολογηθεί η ασφάλεια, η ισχύς της διεγερμένης ανοσοαπόκρισης και η προστατευτική αποτελεσματικότητα του υποψήφιου εμβολίου. Μόλις γίνει αυτό, δοκιμάζεται σε ανθρώπους.
Οι δοκιμές σε ανθρώπους εκτελούνται σε τρεις φάσεις, καθεμία με αυξανόμενο αριθμό ατόμων και κλιμακούμενο κόστος. Ένα μέσο για να μειωθεί ο χρόνος που απαιτείται και να μειωθεί το κόστος ήταν η αξιοποίηση νέων βιοδεικτών. Αυτά παρείχαν ένα μέσο για τη μέτρηση τόσο των φυσιολογικών όσο και των παθολογικών διεργασιών καθώς και των αποκρίσεων σε ένα φάρμακο. Τέτοιοι βιοδείκτες το έκανε δυνατό για τον προσδιορισμό της τοξικότητας και της αποτελεσματικότητας ενός υποψηφίου πολύ νωρίτερα στη διαδικασία της κλινικής δοκιμής και για τη διεξαγωγή πολλαπλών δοκιμών παράλληλα χωρίς συμβιβασμούς στην ασφάλεια.
Το 2011, μια ομάδα επιστημόνων από τις εταιρείες Novartis και Synthetic Genomics, καθώς και το Ινστιτούτο Craig Venter (μια μη κερδοσκοπική ερευνητική οργάνωση), απέδειξαν ότι θα μπορούσαν να αναπτύξουν ένα υποψήφιο εμβόλιο μέσα σε λίγες μέρες.
Η προσέγγισή τους δοκιμάστηκε για πρώτη φορά με επιτυχία τον Μάρτιο του 2013, όταν οι Κινέζοι υγειονομικοί αξιωματούχοι ανέφεραν ότι ένα νέο στέλεχος της γρίπης των πτηνών είχε μολύνει τρία άτομα. Μέσα σε μόλις μια εβδομάδα από την απόκτηση πρόσβασης στην αλληλουχία του γονιδιώματος του ιού, η ομάδα της Novartis, με επικεφαλής τον Rino Rappoli, κατάφερε να δημιουργήσει ένα πλήρως συνθετικό εμβόλιο με βάση το RNA έτοιμο για προκλινικές δοκιμές, οι οποίες αποδείχθηκαν ασφαλείς και προκάλεσαν καλή ανοσολογική απόκριση.
Σηματοδοτώντας τη μετάβαση από αυτό που ο Rappouli αποκαλεί αναλογικά εμβόλια σε ψηφιακά εμβόλια, η εργασία του 2013 παρείχε ένα πρότυπο για το πότε ο Covid-19 κηρύχθηκε πανδημία στις 11 Μαρτίου 2020. Η πρώτη δόση του υποψηφίου εμβολίου Covid-19, που αναπτύχθηκε από τη Moderna, ήταν έτοιμη για δοκιμή φάσης Ι σε ανθρώπους από 16 Μαρτίου 2020 . Πολλοί άλλοι υποψήφιοι για εμβόλια μπήκαν σύντομα στον αγωγό στη συνέχεια.
Νέες κατανοήσεις
Αυτό που βοήθησε επίσης να προωθηθούν τα πρώτα εμβόλια Covid-19 ήταν η έκρηξη στη γνώση σχετικά με την ατομική δομή των πρωτεϊνών που βρίσκονται στην επιφάνεια των ιών και των αντισωμάτων που συνδέονται με αυτές. Σύμφωνα με τον Ward, σε αυτό βοήθησε πολύ η πρόοδος στην κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία, η οποία, όπως λέει, άνοιξε την πόρτα για τον HIV και άλλα παθογόνα. Με την τεχνική, ο Ward και οι συνεργάτες του ανακαλύφθηκε ότι οι κοροναϊοί εισχώρησαν και συντήχθηκαν με ανθρώπινα κύτταρα με τη βοήθεια ενός μικρού βρόχου αμινοξέων, που ονομάζεται S-2P, στην κορυφή των πρωτεϊνών τους. Αυτό έθεσε μια σημαντική βάση για τη δημιουργία των εμβολίων Covid-19.
Μια άλλη κρίσιμη εξέλιξη ήταν η ανακάλυψη ευρέως εξουδετερωτικών αντισωμάτων (bNAbs). Αυτά τα αντισώματα που απομονώθηκαν για πρώτη φορά στις αρχές της δεκαετίας του 1990 στον ορό των ανθρώπων που ζουν με HIV-1, εμφανίζονται σε ορισμένα άτομα μόνο μετά από χρόνια μόλυνσης. Τέτοια αντισώματα έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να εξουδετερώσουν πολλαπλά διαφορετικά στελέχη του ιού σε ένα εγκεφαλικό επεισόδιο.
Η εύρεση των bNAbs, κριτικά, άνοιξε μια νέα λεωφόρο για το σχεδιασμό εμβολίων. Συγκεκριμένα, πρόσφερε τη δυνατότητα δημιουργίας ενός καθολικού εμβολίου κατά της γρίπης και επίσης ενός εμβολίου για τον HIV, κάτι που μέχρι στιγμής ήταν δύσκολο να γίνει επειδή μεταλλάσσεται τόσο γρήγορα. Αρκετές ομάδες είχαν ήδη σημειώσει πρόοδο σε αυτόν τον τομέα πριν χτυπήσει ο Covid-19, τον οποίο έστρεψαν γρήγορα προς τους κοροναϊούς. Στόχος τους ήταν να δημιουργήσουν ένα εμβόλιο για να διεγείρουν την παραγωγή bNAbs που στοχεύουν τον τομέα δέσμευσης υποδοχέα (RBD) που βρίσκεται στην πρωτεΐνη ακίδας του κοροναϊού.
Μια προσέγγιση, που μας περιγράφεται από Μπάρτον Χέινς , ένας ανοσολόγος στο Πανεπιστήμιο Duke, περιλαμβάνει την προσάρτηση μικρών κομματιών του RBD, από πολλαπλούς κοροναϊούς, σε ένα νανοσωματίδιο πρωτεΐνης για χρήση ως υποψήφιο εμβόλιο. Με υποσχέσεις, αυτό φάνηκε σε πιθήκους για να εμποδίσει όχι μόνο το Sars-CoV-2 και τις νέες σχετικές παραλλαγές του, αλλά και το Sars-CoV-1 και μια ομάδα κορωνοϊών νυχτερίδων που θα μπορούσαν να διαχυθούν στους ανθρώπους στο μέλλον.
Ένα άλλο πιθανό εμβόλιο μας περιέγραψε ο Πάμελα Μπιόρκμαν , ένα δομικός ανοσολόγος στο Caltech . Η ομάδα της το ανέπτυξε με βάση μια πλατφόρμα σωματιδίων ιού που επινοήθηκε για πρώτη φορά στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, το 2016.
Είπε: Το εμβόλιο τους παρουσιάζει πολλά διαφορετικά θραύσματα RBD, από μια ποικιλία ζωικών κορωνοϊών, εμβολιασμένα σε μικρές πρωτεΐνες προσαρτημένες σε σκαλωσιά νανοσωματιδίων. Δοκιμές σε ποντίκια έδειξε μία μόνο δόση του εμβολίου θα μπορούσε να εξουδετερώσει πολλούς κοροναϊούς ανθρώπων και ζώων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που δεν περιλαμβάνονται στο σχέδιο του εμβολίου.
Σύμφωνα με τη συνέντευξή μας με Τζόναθαν Χίνεϊ , συγκριτικός παθολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, η ομάδα του έχει επίσης αναπτύξει ένα πολλά υποσχόμενο εμβόλιο ευρείας κάλυψης κατά του κορωνοϊού. Με βάση τη λεπτομερή εξέταση της δομής του ιού, έχουν συνθέσει κατασκευές DNA για να συνδεθούν σε συμβατικές πλατφόρμες εμβολίων και στην πιο πρόσφατη τεχνολογία εμβολίων mRNA.
Ο φορέας είναι ειδικά σχεδιασμένος για να μην προκαλεί ακούσιες υπερφλεγμονώδεις αποκρίσεις, οι οποίες μερικές φορές μπορεί να είναι απειλητικές για τη ζωή. Σε μελέτες σε ζώα, ο υποψήφιος τους παρείχε προστασία ενάντια σε μια ποικιλία σαρμπεκοϊών, που καλύπτουν τους Sars-CoV-1, Sars-CoV-2 και πολλούς κοροναϊούς νυχτερίδων.
Και οι τρεις περιγραφόμενες προσεγγίσεις δεν έχουν ακόμη δοκιμαστεί σε ανθρώπους. Το Cambridge πρόκειται να εισέλθει σε δοκιμές φάσης 1 το φθινόπωρο και αυτό στο Πανεπιστήμιο Duke πλησιάζει επίσης σε αυτό το ορόσημο. Τόσο οι υποψήφιοι του Cambridge όσο και του Caltech έχουν την έλξη ότι μπορούν να παραχθούν ως σταθερή στη θερμότητα και λυοφιλοποιημένη σκόνη. Αυτό θα κάνει την αποθήκευση και τη διανομή τους πολύ πιο εύκολη από τα τρέχοντα εμβόλια mRNA (Moderna και Pfizer). Θα καταστήσει επίσης την παραγωγή πολύ φθηνότερη, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της ισότιμης πρόσβασης στο εμβόλιο σε όλο τον κόσμο και τον έλεγχο της πανδημίας.
Νέες πανδημίες
Ενώ οι επιστήμονες έχουν τα εργαλεία για να αναπτύξουν ένα εμβόλιο για τον πανικό κορωνοϊού μέσα σε ένα χρόνο, η δημιουργία του δεν θα ήταν το τέλος της ιστορίας. Η αυξανόμενη πυκνότητα πληθυσμού, η ανθρώπινη κινητικότητα και η οικολογική αλλαγή σημαίνει ότι ο κόσμος θα συνεχίσει να αντιμετωπίζει την απειλή νέων πανδημιών.
Η αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης θα απαιτήσει υψηλό βαθμό επαγρύπνησης, πολιτική βούληση και διεθνή συνεργασία, καθώς και συνεχείς επενδύσεις στην ανάπτυξη εμβολίων πολύ μετά το τέλος της πανδημίας Covid-19. Όπως ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) βάλε το Τον Σεπτέμβριο του 2020, μια παγκόσμια πανδημία απαιτεί παγκόσμια προσπάθεια για τον τερματισμό της - κανείς από εμάς δεν θα είναι ασφαλής μέχρι να είναι όλοι ασφαλείς.
Η πρόσβαση στα εμβόλια είναι επίσης μόνο ένας βραχίονας όσων χρειάζονται για την καταπολέμηση των πανδημιών. Αυτό που μας δίδαξε επίσης το Sars-CoV-2 είναι η σημασία της ταχείας γονιδιωματικής αλληλουχίας πρώτης γραμμής στο έδαφος για την ταχεία ανίχνευση νέων απειλών. Όπως υποστηρίζει ο Χάτσετ, το κλειδί για τη ριζική μείωση του κινδύνου επιδημίας και πανδημίας για τον κόσμο είναι μέσω της έγκαιρης ανίχνευσης, της έγκαιρης αλληλουχίας και των πρώιμων πιο προσαρμοσμένων απαντήσεων στη δημόσια υγεία.
Λάρα Μαρκς , επισκέπτης ερευνητής, ιστορία βιοϊατρικών επιστημών, Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ , και Ankur Mutreja , επικεφαλής ομάδας, παγκόσμια υγεία (μολυσματικές ασθένειες), University of Cambridge.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από Η συζήτηση με άδεια Creative Commons. Διαβάστε το πρωτότυπο άρθρο .
