محققان دانشگاه بازل رویکرد جدیدی را برای واکسن ضد کووید-19 توسعه داده‌اند. این واکسن بر اساس یک کروناویروس اصلاح شده ساخته شده است که می تواند وارد سلول های بدن شود و پاسخ ایمنی موثری را ایجاد کند اما نمی تواند در بدن تکثیر شود. در مطالعات حیوانی، واکسن به طور موثری در برابر بیماری محافظت کرد و حتی از انتقال ویروس جلوگیری کرد. کارآزمایی‌های بالینی روی انسان‌ها باید دنبال شود.
اگرچه واکسن‌های ایمن و مؤثر COVID-19 از اوایل سال 2021 در دسترس بوده‌اند، SARS-CoV-2 همچنان در حال گسترش است و انواع جدیدی به طور مداوم در حال ظهور است. در برخی مناطق، جمعیت به واکسن دسترسی ندارند. در برخی دیگر، عدم اطمینان به واکسن‌های mRNA جدید وجود دارد. واکسن‌های جدیدی که ذخیره و تجویز آنها آسان است و محافظت ایمنی مؤثری ایجاد می‌کنند، گام مهمی در جهت جلوگیری از ابتلا به ویروس SARS-CoV-2 در درازمدت خواهند بود.
محققان به سرپرستی پروفسور توماس کلیمکیت از گروه زیست‌پزشکی دانشگاه بازل، با همکاری شرکت RocketVax، اکنون در حال ارائه یک مفهوم واکسنی هستند که می‌تواند به نسل جدیدی از واکسن‌ها علیه SARS-CoV-2 منجر شود. این مفهوم همچنین می تواند به سرعت با انواع جدید و حتی سایر ویروس ها سازگار شود. نتایج امیدوارکننده آنها اکنون برای انتشار به یک مجله معتبر ارسال می شود و در یک سرور پیش چاپ قابل دسترسی است.
ویروس واکسن قادر به تکثیر نیست
“ویروس تک چرخه” روشی است که محققان اصل واکسن جدید خود را توصیف می کنند. این واکسن بر اساس یک نسخه اقتباس شده خاص از ویروس است که می تواند در آزمایشگاه تولید شود. با این حال، در سلول های فرد واکسینه شده، ویروس تک چرخه نمی تواند پس از ورود اولیه بیشتر تکثیر شود.
یک ویروس معمولاً در ماده ژنتیکی خود، نقشه‌هایی را برای تمام اجزای مورد نیاز برای ذرات ویروس جدید به همراه می‌آورد. هنگامی که ویروس وارد سلول بدن می شود، سپس از دستگاه سلولی سوء استفاده می کند: سلول شروع به تکثیر ویروس می کند. متعاقبا، ویروس های تازه ساخته شده سلول را تخریب کرده و سلول های دیگر را آلوده می کنند.
با این حال، محققان برای واکسن خود، ژنوم ویروس را اصلاح می‌کنند: «کلیمکیت»، متخصص ویروس‌شناسی، توضیح می‌دهد: «در میان چیزهای دیگر، ما یک ژن خاص را از طرح اولیه پوشش ویروسی حذف می‌کنیم. اگر این جزء پاکت وجود نداشته باشد، هیچ ذره ویروس جدیدی نمی تواند تشکیل شود. با این حال، سلول‌های بدن هنوز اجزای باقی‌مانده ویروس را تولید می‌کنند و آنها را روی سطح خود به سیستم ایمنی ارائه می‌کنند، که اجزای ویروسی را می‌شناسد و محافظت ایمنی موثری ایجاد می‌کند.
تولید واکسن با استفاده از یک خط سلولی خاص
برای اطمینان از اینکه ویروس همچنان می تواند برای تولید واکسن ساخته شود – با توجه به اینکه دیگر نمی تواند در سلول های طبیعی تکثیر شود – محققان یک “خط سلولی تولیدی” منحصر به فرد ایجاد کردند. آنها این کار را با ترکیب ژن از دست رفته برای بلوک سازنده ویروس در مواد ژنتیکی سلول های خاص انجام دادند تا اکنون این جزء را به صورت دائمی تولید کنند. اگر ویروس اصلاح شده (با طرحی ناقص برای پوشش ویروسی) اکنون برای آلوده کردن این سلول های تولیدی استفاده شود، ذرات کامل ویروس می توانند به طور موثر تولید شوند.
از نظر بیرونی، این ویروس‌های واکسن مشابه کروناویروس‌های معمولی هستند. اما یک ژن پوششی ویروسی در ژنوم آنها وجود ندارد. این بدان معناست که آنها نمی‌توانند در سلول‌های طبیعی بدن که هیچ جایگزینی برای ارائه ندارند، تکثیر شوند.
دکتر کریستین میتلهولزر، دانشمندی که این پروژه را رهبری می کند.
بهبود پاسخ ایمنی
به غیر از طرح اولیه برای بلوک ساختمانی پوشش ویروسی، محققان جزئیات دیگر ژنوم ویروس را تغییر دادند: آنها ژن هایی را حذف کردند که به ویروس اجازه می دهد دفاع سلول ها را کاهش دهد. هدف این تغییرات فعال کردن موثرترین پاسخ ایمنی به ویروس و تسهیل حفاظت ایمنی قوی و طولانی مدت است.
محققان اخیراً واکسن جدید خود را با موفقیت روی همسترها آزمایش کردند: پس از ایمن سازی با قطره بینی، 20 حیوان از 20 حیوان محافظت شدند: آنها حتی پس از تماس با دوز بالای SARS-CoV-2 طبیعی هیچ علامتی نداشتند. علاوه بر این، این واکسن توانست از انتقال SARS-CoV-2 به سایر حیوانات واکسینه نشده جلوگیری کند. بنابراین، با توجه به دانش فعلی، آنها مصونیت استریل ایجاد کردند.
واکسیناسیون بدون سوزن
برای انسان ها نیز این واکسیناسیون از طریق بینی یا دهان انجام می شود. به گفته کلیم‌کایت، به‌علاوه، از آنجایی که ویروس تک چرخه بسیار پایدار است، واکسن را می‌توان به سادگی برای مدت طولانی در یخچال نگهداری کرد. تیم تحقیقاتی اکنون در حال برنامه ریزی برای تولید واکسن و مطالعه انسانی با گروه کوچکی از افراد در سوئیس است.
در صورت ظهور انواع جدید یا حتی یک “SARS-CoV-3″، Klimkait توضیح می دهد که می توان از همان مفهوم استفاده کرد و به سرعت با ویروس جدید سازگار شد. از نقطه نظر فنی، ما ژنوم ویروس اصلاح شده را به صورت چند قطعه وارد رده سلولی تولید می کنیم، زیرا تولید و نفوذ آسان تر است. در داخل سلول، آنزیم های ترمیم کننده اطمینان حاصل می کنند که قطعات ژنوم ویروس دوباره در کنار هم قرار می گیرند تا یک کل را تشکیل دهند. این همچنین به این معنی است که برای مثال، اگر یک نوع جدید با جهش‌های جدید ظاهر شود، می‌توانیم به راحتی بخش حاوی طرح اولیه را با پروتئین اسپایک مبادله کنیم.
بدون تبدیل مجدد به ویروس زنده
کلیم‌کایت تأکید می‌کند که بازگشت ژن از دست رفته، مربوط به بلوک ساختمانی پوشش ویروسی، غیرممکن است. ژنوم پروتئین پوششی در ماده ژنتیکی هسته سلول تولیدی قرار دارد. از سوی دیگر، ژنوم ویروس همیشه در خارج از هسته باقی می ماند – بنابراین آنها هرگز به هم نمی رسند و ژنوم ویروس نمی تواند خود را به نسخه اصلی بازگرداند. ” محققان به رهبری توماس کلیم‌کایت و کریستین میتلهولزر برای ثبت اختراع این سیستم درخواست داده‌اند. توسعه و آزمایشات پیش بالینی واکسن جدید با همکاری شرکت RocketVax انجام شد. آزمایشات حیوانی در مؤسسه Friedrich-Loeffler در آلمان انجام شد. این همکاری در یک مشارکت تحقیقاتی با بیمارستان دانشگاه بازل (UHBS) و موسسه بهداشت عمومی و گرمسیری سوئیس (TPH سوئیس) تعبیه شده است. بیمارستان دانشگاه بازل و کانتون بازل اشتاد، بودجه راه اندازی را برای کار تحقیقاتی پیش بالینی بر روی واکسن جدید فراهم کردند و این پروژه از حمایت مالی Innosuisse برخوردار شد.
منبع:
مرجع مجله:
لت، ام جی، و همکاران (2023) واکسن تک چرخه SARS-CoV-2 ایمنی بالا و ایمنی ضدعفونی کننده را در همسترها ایجاد می کند. bioRxiv (پیش چاپ). doi.org/10.1101/2023.05.17.541127.