علم و سلامت
طراحی واکسن برای سویه‌های آنفولانزا و اثربخشی آن

به گزارش فناور، در آزمایش‌های انجام‌شده با استفاده از ارگانوئیدهای لوزه انسانی، واکسن اصلاح‌شده نتایج امیدوارکننده‌ای در مبارزه با انواع فصلی و آنفولانزای پرندگان نشان داده است.

این روش ترکیبی از آنتی‌ژن‌ها را شامل می‌شود که ممکن است در برابر انواع جدید ویروس آنفولانزا با پتانسیل همه‌گیری نیز محافظت ایجاد کند.

آنفولانزا هر ساله باعث مرگ صدها هزار نفر و بستری شدن میلیون‌ها نفر در سراسر جهان می‌شود. واکسن فصلی آنفولانزا به تقویت سیستم ایمنی کمک می‌کند تا بدن سریع‌تر و قوی‌تر واکنش نشان دهد. بخشی از این دفاع شامل آنتی‌بادی‌ها است، که به ویروس می‌چسبند و از ورود آن به سلول‌ها و تکثیر آن جلوگیری می‌کنند.

درک آنتی‌ژن‌های واکسن

هر واکسن ویژگی‌های بیوشیمیایی یک پاتوژن را به سیستم ایمنی بدن نمایش می‌دهد تا آن را برای حمله به ویروس واقعی آماده کند.

سیستم ایمنی پس از اولین مواجهه با این ویژگی‌ها، یاد می‌گیرد و اگر ویروس واقعی وارد بدن شود، سریع‌تر و مؤثرتر واکنش نشان می‌دهد.

طراحی واکسن برای سویه‌های آنفولانزا و اثربخشی آن

ویروس آنفولانزا با مولکول‌های قلاب‌مانندی به نام هماگلوتینین پوشیده شده است، که از آنها برای اتصال به سلول‌های بدن استفاده می‌کند. واکسن آنفولانزا اغلب ترکیبی از چهار نوع هماگلوتینین است تا از ورود هر چهار سویه رایج ویروس به بدن جلوگیری کند.

با وجود این، اثربخشی واکسن آنفولانزا در سال‌های اخیر بین 20 و 80 درصد متغیر بوده است. دلیل این است که بسیاری از افراد آنتی‌بادی کافی برای مقابله با همه سویه‌های واکسن تولید نمی‌کنند. اغلب افراد واکسینه‌شده تنها به یک سویه واکنش قوی نشان می‌دهند.

بررسی مکانیسم‌های پاسخ ایمنی

ایمنی‌شناسان این پدیده را که افراد اغلب به اولین سویه ویروس آنفولانزا که به آن مبتلا می‌شوند، پاسخ قوی‌تری می‌دهند، «گناه آنتی‌ژنیک اولیه» یا original antigenic sin می‌نامند.

بدن افراد بعد از اولین تماس با یک سویه ویروس، به همان سویه واکنش نشان می‌دهد، حتی اگر ویروس از سویه‌های جدید وارد بدن شود.

اما تحقیقات نشان داده است که ژن‌های ما نقش اصلی را در تعیین اینکه سیستم ایمنی به کدام سویه واکنش نشان دهد، ایفا می‌کنند. این یافته‌ها نشان می‌دهند که در بیشتر افراد، پاسخ ایمنی به سویه‌های مختلف آنفولانزا نابرابر است.

غلبه بر سوگیری نسبت به سویه‌های آنفولانزا در واکسن‌ها

سلول‌های B که مسئول تولید آنتی‌بادی‌ها هستند، بسیار دقیق‌ می‌باشند و تنها آنتی‌بادی‌هایی را تولید می‌کنند که به آنتی‌ژن‌های خاص چسبیده‌اند.

این سلول‌ها به دقت انتخاب می‌کنند که کدام آنتی‌ژن را هدف قرار دهند. وقتی آنتی‌ژن وارد بدن می‌شود، سلول‌های B آن را شناسایی و شروع به تولید آنتی‌بادی می‌کنند.

تیم تحقیقاتی استنفورد راهی پیدا کرده‌اند که سیستم ایمنی را فریب دهند تا با واکسن به تمام سویه‌های آنفولانزا واکنش نشان دهد. این مرحله اول است.

مرحله بعدی این است که سلول B آنتی‌ژن را به تکه‌های کوچکی به نام پپتیدها می‌شکند و آنها را روی سطح خود نمایش می‌دهد تا توسط سلول‌های ایمنی کمک‌کننده (سلول‌های T) بررسی شوند، که به طور مداوم در حال گشت‌زنی هستند.

این سلول‌ها نقش مهمی در فعال‌سازی سلول‌های B دارند و آنها را به سلول‌هایی تبدیل می‌نمایند که آنتی‌بادی تولید می‌کنند.

سلول‌های T کمک‌کننده نیز به اندازه سلول‌های B حساس هستند. یک سلول T کمک‌کننده فقط روی سلول‌های B که پپتیدهای گرفته‌شده از آنتی‌ژن را نمایش می‌دهند، اثر می‌گذارد و این کار تنها زمانی انجام می‌شود که پپتید با یکی از جعبه‌های مولکولی که سلول‌های B تولید می‌کنند، متناسب باشد.

اما پپتیدهای مختلف به جعبه‌های مختلف نیاز دارند. بسته به شانس ژنتیکی افراد، مجموعه‌های این جعبه‌ها در افراد مختلف متفاوت است، به طوری که بسیاری از افراد جعبه‌های زیادی دارند که با پپتیدهای هماگلوتینین یک سویه آنفولانزا همخوانی دارند، اما تعداد کمی از جعبه‌ها با پپتیدهای سویه دیگر همخوانی دارند.

در فرمولاسیون استاندارد واکسن آنفولانزا، چهار آنتی‌ژن مربوط به چهار سویه رایج به صورت ذرات جداگانه در یک مخلوط تحویل داده می‌شوند. پژوهشگران برای غلبه بر تعصب نسبت به سویه‌ها، این چهار آنتی‌ژن را به هم وصل کردند.

آنها واکسنی طراحی کرده‌اند که در آن چهار نوع هماگلوتینین به صورت شیمیایی روی یک سازه مولکولی به هم متصل شده‌اند. این ارتباط باعث می‌شود هر سلول B که یکی از انواع هماگلوتینین را شناسایی و شروع به مصرف آن می‌کند، کل ساختار را مصرف نماید و تکه‌هایی از تمام چهار آنتی‌ژن را روی سطح خود نمایش دهد.

به این ترتیب، سیستم ایمنی به همه آنها واکنش نشان می‌دهد، حتی اگر به یکی از آنها تمایل طبیعی بیشتری داشته باشد.

وادار کردن سلول‌های B به جذب تمام چهار نوع هماگلوتینین، به جای تنها یکی، باعث افزایش تعداد سلول‌های B می‌شود که تکه‌های هر چهار پروتئین را روی سطح خود نمایش می‌دهند. البته این کار هنوز نسبت‌های نامتوازن خواهد داشت چون سلول‌های B تعداد متفاوتی از آن پروتئین‌ها را دارند.

این موضوع به نوبه خود باعث می‌شود که سلول‌های T کمک‌کننده، احتمال بیشتری برای برخورد با نمونه‌ای از آنتی‌ژن مورد علاقه خود داشته باشند.

آنها فعال می‌شوند،شروع به تکثیر می‌کنند، به دنبال هر سلول B که آن آنتی‌ژن را نمایش می‌دهد، می‌روند و تولید آنتی‌بادی را در آنها تحریک می‌کنند.

این سلول‌های B انتخاب شده نیز تکثیر می‌یابند و در نهایت تولید انبوه آنتی‌بادی‌هایی را آغاز می‌کنند که می‌توانند ویروس آنفولانزا از هر سویه‌ای که باشد را متوقف کنند.

آزمایش واکسن جدید برای مقابله با تمام سویه‌های آنفولانزا

پژوهشگران واکسن چهار آنتی‌ژنی خود را با قرار دادن آن در کشت‌های حاوی ارگانوئیدهای لوزه انسانی آزمایش کردند. این بافت‌ها از لوزه‌های بیماران مبتلا به التهاب لوزه استخراج و سپس تجزیه شده‌اند.

بافت در یک ظرف آزمایشگاهی، به طور خودکار بازسازی می‌شود و به شکل توپ‌های کوچک لوزه درمی‌آید، که مانند غدد لنفاوی عمل می‌کنند و محیط ایدئالی برای تولید آنتی‌بادی هستند.

همان‌طور که انتظار می‌رفت، سلول‌های B در این ارگانوئیدها، تمام چهار نوع هماگلوتینین متصل‌شده را شناسایی و جذب کردند و به احتمال زیاد تکه‌هایی از همه سویه‌ها را روی سطح خود نمایش دادند، که سلول‌های T کمک‌کننده بیشتری را برای فعال‌سازی جذب کرد. نتیجه، واکنش‌های آنتی‌بادی قوی به تمام چهار سویه ویروس آنفولانزا بود.

احتمال آغاز همه‌گیری و ارائه راهکار

درحال حاضر نگرانی‌های زیادی در مورد یک نوع ویروس که ممکن است باعث آغاز همه‌گیری بعدی شود، وجود دارد که آنفولانزای پرندگان یا آنفولانزای مرغی می‌باشد و به تازگی در فاضلاب و شیر در کالیفرنیا، تگزاس و سایر نقاط ایالات متحده شناسایی شده است.

در حالی که این نوع آنفولانزا هنوز به راحتی از انسان به انسان منتقل نمی‌شود، اما ممکن است جهش یابد و توانایی انتقال پیدا کند و بنابراین به عنوان یک خطر بالقوه برای آغاز یک همه‌گیری به حساب می‌آید.

دانشمندان توانستند پاسخ آنتی‌بادی به آنفولانزای مرغی را با واکسینه کردن ارگانوئیدهای لوزه با یک واکسن حاوی پنج آنتی‌ژن (چهار آنتی‌ژن فصلی و هماگلوتینین آنفولانزای مرغی به هم متصل شد) بهبود دهند. در حالی که وقتی تنها هماگلوتینین آنفولانزای مرغی یا ترکیب جداگانه‌ای از این چهار آنتی‌ژن استفاده شد، پاسخ ضعیفی مشاهده گردید.

غلبه بر تعصب نسبت به سویه، با این روش می‌تواند باعث تولید یک واکسن آنفولانزای بسیار مؤثرتر شود، حتی برای سویه‌هایی که مسئول آنفولانزای مرغی هستند. آنفولانزای مرغی به احتمال زیاد همه‌گیری ویروسی بعدی جهان را ایجاد خواهد کرد.

این یافته‌ها در تاریخ 19 دسامبر در مجله Science منتشر شد.