لقاح واحد للسيطرة علي الفيروسات جميعا

ماذا لو كان لقاح واحد يمكن أن يحمينا من السارس ، وفيروس كورونا ، و كورونا، وكل الأمراض الأخرى المرتبطة بفيروس كورونا ، إلى الأبد وإلى الأبد؟لقاح واحد لحمايتنا من كورونا ، السارس ، ميرس وجميع أمراض فيروس كورونا الأخرى؟ قد يكون من الممكن قال [أنتوني] فوسي: "لقاح عالمي كورونا هو الخطوة الأولى". الخطوة الثانية ستكون لقاحًا عالميًا لفيروس كورونا ، قادرًا على حمايتنا ليس فقط من كورونا بجميع أشكاله ، ولكن أيضًا من الظهور الحتمي لفيروسات كورونا الجديدة والمختلفة التي قد تسبب أوبئة في المستقبل.
يعد التطعيم ضدهم جميعًا تحديًا أكثر تفصيلاً من مواجهة واحد أو عدد قليل ، ولكنه ممكن افتراضيًا. ومع ذلك ، من غير المحتمل أن يأتي أوسع لقاح من اكتشاف منطقة واحدة محفوظة من البروتين الشوكي الذي تشترك فيه جميع الفيروسات التاجية ، وهذا أيضًا يحفز نظام المناعة لدينا بشكل موثوق. قد يكون هذا شيئًا مثل العثور على بقعة واحدة من شأنها أن تفجر نجم الموت بالكامل – وهو أمر سهل للغاية. لكن يمكننا العثور على مجموعة من المناطق المحفوظة بشكل متكرر والتي تظهر في العديد من فيروسات كورونا.
يقول واين كوف ، عالم الكيمياء الحيوية ورئيس مشروع اللقاحات البشرية: "المشكلة الحقيقية هي فهم أفضل لكون فيروسات كورونا". من الممكن نظريًا معرفة التغييرات الرئيسية في الجينوم الفيروسي التي تجعلها أكثر عرضة للانتشار على نطاق واسع وبشكل مدمر في البشر ، بحيث يمكن لأجسامنا تطوير التعرف الجزئي على الأقل على أي من فيروسات كورونا الجديدة الخطيرة قد تأتي: "ما نحن على وجه الخصوص قلقون بشأن فيروسات كورونا التي لا نعرف عنها حتى الآن ".
الوباء في أسوأ حالاته على الصعيد العالمي ، ويتم تدريب أعين الخبراء على دور المتغيرات الجديدة. تمزقت موجات العواصف الكارثية أماكن يعتقد البعض أن الأيام الأكثر ظلمة قد ولت بالفعل. في الهند ، حيث تنفد المستشفيات من الأكسجين وتتزايد حالات كورونابشكل كبير ، يشعر المسؤولون بالقلق بشأن نسخة "مزدوجة متحولة" من كورونا تسمى B.1.167. في البرازيل ، حيث يموت أكثر من 2500 شخص كل يوم ، تحث الحكومة الناس على عدم الحمل خوفًا من المتغيرات مثل P.1. وتؤدي مثل هذه المتغيرات إلى ظهور متغيرات أخرى ، مثل الطفرات طبقة على الطفرات ، والآثار المحتملة لهذا التطور الفيروسي عميقة.
في الشهر الماضي ، أصدر مركز السيطرة على الأمراض في الولايات المتحدة نظامًا ثلاثي المستويات للإرشاد في تحديد أولويات المخاطر الناشئة. "متغير الاهتمام" هو سلالة خطيرة بشكل خاص لم تنتشر على نطاق واسع بعد. إذا حدث ذلك ، فإنه يرتقي إلى مستوى "متغير مثير للقلق". يتم حاليًا تداول خمسة متغيرات مثيرة للقلق في الولايات المتحدة (B.1.1.7 و B.1.351 و P.1 و B.1.427 و B.1.429). أخيرًا ، فوق هذه الفئة هي الأكثر تنذرًا بالسوء: "المتغيرات ذات النتائج العالية". قد تتجنب هذه الاختبارات والعلاجات الخاصة ب كورونا، بل وتفلت من اللقاحات الموجودة. العالم ليس لديه أي من هذه المتغيرات التي نعرفها. على الأقل ليس بعد.
مع استمرار انتشار الفيروس على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم – في هذه المرحلة ، يتم التعرف على 5 ملايين إصابة جديدة كل أسبوع – لا مفر من حدوث طفرة أخرى. في محاولة للبقاء في الطليعة ، أعلن البيت الأبيض في وقت سابق من هذا الشهر عن استثمار بقيمة 1.7 مليار دولار في مراقبة الجينوم الفيروسي. من خلال رسم خرائط دائمة للطفرات والمتغيرات الجديدة عند ظهورها ، ربما يمكن تجنب أسوأ آثارها. في الوقت نفسه ، قد ينتهي الأمر بتصميم الإجراءات المضادة لكل منها إلى مثل مطاردة الأفق: بحلول الوقت الذي توصلنا فيه إلى فهم الإمكانات الكاملة للمتغير ، قد لا يكون احتوائه ممكنًا. وفي الوقت نفسه ، قد يكون هناك شيء آخر أكثر إشكالية قد بدأ بالفعل.
يعد تتبع المتغيرات الفردية والتفاعل معها تحديًا هائلاً لدرجة أن بعض الخبراء يعتقدون أننا بحاجة إلى نهج أكثر شمولاً ، وفي القريب العاجل. أخبرني أنتوني فوسي الأسبوع الماضي ، "بدلاً من لعب لعبة اضرب الخلد whack-a-mole مع كل متغير إشكالي جديد" ، "من المنطقي بالنسبة لي استخدام كل قدراتنا للبحث عن لقاح عالمي ل كورونا". أي أنه يمكن أن يحمينا بغض النظر عن الاتجاه الذي يتجه إليه هذا الفيروس ، ويؤسس على الأقل مناعة جزئية ضد أي متغير قد ينشأ. "إذا لم نفعل ذلك ، فسنطارد الأشياء باستمرار ، بدلاً من إخراجها من الطاولة."
لقد قبلت العشرات من فرق البحث التحدي بالفعل ، ومواجهته في متناول أيديهم. لكن القيام بذلك سيكون مجرد البداية. قال فوسي "لقاح عالمي ضد السارس- CoV-2 هو الخطوة الأولى". الخطوة الثانية ستكون لقاحًا عالميًا لفيروس كورونا ، قادرًا على حمايتنا ليس فقط من كورونا بجميع أشكاله ، ولكن أيضًا من الظهور الحتمي لفيروسات كورونا الجديدة والمختلفة التي قد تسبب أوبئة في المستقبل. قد يكون السباق لإنتاج مثل هذا اللقاح أحد أعظم مآثر جيل
المشكلة الأساسية هي أن خلايانا تعتقد أن فيروس كورونا هو صديقها. يتم تغليف كل جسيم فيروسي بالبروتينات ، ويشار إليها ببروتينات "السنبلة" (على الرغم من أنها تشبه إلى حد كبير نواقل أو مخاريط الآيس كريم المتعفنة). يبدو طرف كل واحد بشكل مخادع مثل جزيء إشارة بشري طبيعي ، لذلك ترتبط الخلية السليمة بالطرف كالمعتاد. هذا هو خطئها الأخير. يقوم الفيروس بعد ذلك بقطع الجزء العلوي من قمته ، ويغرق الباقي عبر سطح الخلية ، ويحقن الحمض النووي الريبي الخاص بها. الآن يمكنها استخدام الخلية لعمل ملايين النسخ من نفسها ، والتي تنفجر في النهاية ، تاركة الخلية تموت.
كل الطرق التي جعل بها فيروس كورونا العالم على ركبتيه – وكل العذاب الذي قد تجلبه طفراته – يبدأ ببروتين واحد دون مجهر. بقدر ما قد يكون الارتفاع ملتويًا ، فهو أيضًا هدف ممتاز للقاحات. تقوم اللقاحات الحالية بتعليم الخلايا المناعية التعرف على بروتين السنبلة ، بحيث يمكن ربطه وتحييده قبل أن يهاجم خلايانا
لكن الارتفاع يختلف قليلاً في كل متغير. توضح باميلا بيوركمان ، أستاذة الهندسة الحيوية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، أن "اللقاحات الحالية تستند إلى الشفرة الجينية للسلالة الأصلية الموجودة في ووهان". لم تعد هذه السلالة الدقيقة متداولة ، لذا فإن اللقاحات بالفعل تناسب المتغيرات التي قد يواجهها الكثير منا. يقول بيوركمان ، في هذه المرحلة ، إن التغييرات التي طرأت على بروتين السنبلة ليست كبيرة لدرجة تجعل لقاحات الجيل الأول غير فعالة ، "لكن هذا لن يصمد بالضرورة مع استمرار تحور الفيروس".
التحدي ، إذن ، هو إنشاء لقاح يتوقع مثل هذه التغييرات – تعليم الجهاز المناعي التعرف على المتغيرات التي قد لا توجد حتى الآن ومكافحتها. تتمثل إحدى الطرق القوية المحتملة في استهداف جزء من بروتين السنبلة الذي لا يتطور بالسرعة التي يتطور بها الآخرون. في جامعة تكساس في أوستن ، ركز مختبر جيسون ماكليلان على جذع بروتين السارس السارس CoV-2 ، والذي لا يتحور كثيرًا مثل الطرف. من الناحية النظرية ، فإن اللقاح الذي يعلّم الجهاز المناعي التعرف على الجذع من شأنه أن يحث على الحماية ضد العديد من المتغيرات أو حتى جميعها في وقت واحد – طالما أنها تستمر في مشاركة هذا الجذع المماثل. في الممارسة العملية ، على الرغم من ذلك ، قد تواجه الأجسام المضادة ضد جذع السنبلة للفيروس صعوبة في التعرف على هدفها والارتباط به إذا كان مختبئًا بعيدًا في بنية البروتين.
يعمل مختبر بيوركمان على حل آخر ، حل مضمون لتوليد استجابة مناعية: لقاح يحمل عدة إصدارات مختلفة من جزء السنبلة الذي يرتبط بالخلايا البشرية. يمكن ترتيب هذه المجموعة على هياكل عظمية اصطناعية صغيرة ، تشكل "جزيئات الفسيفساء النانوية". عندما قام فريق بيوركمان بحقن الفئران بنموذج أولي للقاح متعدد السلالات العام الماضي ، وجدوا أنه ينتج أجسامًا مضادة ضد كل شكل من أشكال البروتين السنبلة الموجود في الفسيفساء.
ومن الأساليب ذات الصلة البدء ب الرنا المرسال(mRNA) ، تمامًا كما يفعل لقاحا فايزر و مودرنا. ولكن بدلاً من تضمين الشفرة لسلالة واحدة فقط ، يمكنك ربط الرنا المرسال(mRNA) معًا الذي يرمز للعديد من مواقع ربط البروتين الشائك المختلفة – بما في ذلك الطفرات الشائعة التي تظهر في المتغيرات الخطرة. أعلن ديفيد مارتينيز ، من جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل ، وزملاؤه مؤخرًا عن تجارب واعدة على الفئران (عملهم قيد المراجعة) باستخدام الرنا المرسال(mRNA) من فيروسات مختلفة من فيروسات كورونا ، ملحومًا في لقاح الرنا المرسال(mRNA) "الشائك الخيمري". عند إعطاء اللقاح الهجين للفئران ، ينتج بشكل فعال أجسامًا مضادة ضد بروتينات سبايك متعددة ، بما في ذلك تلك المرتبطة بمتغير رئيسي مثير للقلق في الولايات المتحدة.
يقول باوزونج وانج ، عالم الأحياء بجامعة ولاية جورجيا ، إنه لصنع لقاح عالمي ل كورونا يوفر حماية طويلة الأمد ، قد نحتاج إلى التفكير فيما وراء الارتفاع المفاجئ. يقول وانج: "الأجسام المضادة الواسعة المعادلة للمناطق المحفوظة في بروتين سبايك مهمة ، ولكنها ليست الحل الكامل". ستكون استجابات الخلايا التائية في الرئتين حاسمة أيضًا ، لأنها تصنف ذكريات مسببات الأمراض الفيروسية التنفسية السابقة. يشرح وانج أن هذه الاستجابات تحدث في الغالب عن طريق البروتينات الموجودة داخل الفيروس ، مثل البروتينات النووية والإنزيمات التي تساعده على التكاثر ، بدلاً من ارتفاعه. تتمثل نهجه في تحميل جسيم نانوي بأجزاء من بروتينات سبايك مختلفة(كيميرا).
يعتقد فوسي أن العديد من هذه الأفكار يمكن أن تظهر وأن لقاحًا عالميًا ل كورونا قد يكون متاحًا قبل انتهاء الوباء. لقد أمضى سنوات في العمل على لقاح يستهدف منطقة محمية من فيروس الإنفلونزا ، بهدف مماثل هو الحماية من كل سلالة إنفلونزا محتملة. المشروع لم يجد النجاح بعد. (حتى لقاحات الإنفلونزا الموسمية التي نستخدمها ليست موثوقة بشكل خاص ، حيث يبلغ متوسط فعاليتها حوالي 50 في المائة.) لكن السارس-CoV-2 يطرح عقبات أقل ، كما قال ، لأن جينومه أبسط من الإنفلونزا وأقل عرضة للطفرة. * يوافق مارتينيز: على الرغم من سوء هذا الوباء ، كما يقول ، بالمعنى الوراثي ، "لقد حالفنا الحظ حقًا".قال لي فوسي: "هذا الفيروس سيبقى لمدة عامين آخرين قبل أن يقمعه العالم ، إذا كنا محظوظين". "لا أستطيع أن أضمن أننا سنحصل على لقاح شامل لهذا الفيروس ، لكننا بالتأكيد نحتاجه للقاح التالي."
قد يكون لقاح كورونا الشامل ضروريًا لإنهاء هذا الوباء. من الممكن أيضًا أن يصمد الجيل الحالي من لقاحات كورونا جيدًا ، وسنحتاج فقط إلى تعزيز أساسي هنا وهناك. ولكن حتى عندما يتم قمع هذا الفيروس التاجي بالذات ، سنظل بحاجة إلى إيجاد طريقة لحماية أنفسنا من الآخرين الذين ينتظرون.
تشير التقديرات إلى أن الآلاف من مسببات الأمراض ذات الصلة تنتشر بين أنواع غير بشرية مختلفة ، ويمكن أن يقفز بعضها إلينا في أي وقت. في السنوات ال 18 الماضية فقط ، تسببت ثلاثة فيروسات كورونا في أمراض بشرية مدمرة (سارس ، وفيروس كورونا ، و كورونا). يقول مارتينيز: "إنها ليست مسألة ما إذا كان سيظهر جائحة فيروس كورونا آخر ولكن متى سيظهر".
يشترك بيوركمان في هذا اليقين. تقول: "لن يكون هذا هو الأخير". "سيكون لدينا SARS-CoV-3 و SARS-CoV-4. قال الجميع هذا قبل الجائحة الحالية. تجاهلهم معظم العالم. للقيام بذلك مرة أخرى سيكون حقا دفن رأسك في الرمال ".
التكنولوجيا موجودة بالفعل لإنشاء لقاح يحمي البشر من العديد من فيروسات كورونا في وقت واحد. يعد التطعيم ضدهم جميعًا تحديًا أكثر تفصيلاً من مواجهة واحد أو عدد قليل ، ولكنه ممكن افتراضيًا. ومع ذلك ، من غير المحتمل أن يأتي أوسع لقاح من اكتشاف منطقة واحدة محفوظة من البروتين الشوكي الذي تشترك فيه جميع الفيروسات التاجية ، وهذا أيضًا يحفز نظام المناعة لدينا بشكل موثوق. قد يكون هذا شيئًا مثل العثور على بقعة واحدة من شأنها أن تفجر نجم الموت بالكامل – وهو أمر سهل للغاية. لكن يمكننا العثور على مجموعة من المناطق المحفوظة بشكل متكرر والتي تظهر في العديد من فيروسات كورونا.
إن عملية تحميل أهداف متعددة في لقاح واحد ليس بالأمر الصعب ، وفقًا لبيوركمان. يمكن لباحثات ما بعد الدكتوراة في مختبرها إنشاء البروتينات بسرعة على رأس السنبلة وربطها بالجسيمات النانوية. تقول بتواضع: "من السهل حقًا صنعها". يكمن التحدي الرئيسي في معرفة الأهداف التي يجب تضمينها والتأكد من أنها تحفز جهاز المناعة بشكل فعال.
يقول واين كوف ، عالم الكيمياء الحيوية ورئيس مشروع اللقاحات البشرية: "المشكلة الحقيقية هي فهم أفضل لكون فيروسات كورونا". من الممكن نظريًا معرفة التغييرات الرئيسية في الجينوم الفيروسي التي تجعلها أكثر عرضة للانتشار على نطاق واسع وبشكل مدمر في البشر ، بحيث يمكن لأجسامنا تطوير التعرف الجزئي على الأقل على أي من فيروسات كورونا الجديدة الخطيرة قد تأتي: "ما نحن على وجه الخصوص قلقون بشأن فيروسات كورونا التي لا نعرف عنها حتى الآن ".
يعتقد كوف أنه يمكننا معرفة السمات أو الطفرات المشتركة التي يمكن أن تسمح بمثل هذا اللقاح ، لأننا نفهم شجرة عائلة الفيروس التاجي على مستوى أكثر وأكثر دقة. يقول: "إذا تمكن علماء البيئة الحيوانية من جمع ما يكفي من البيانات من الميدان ، فإنك تنشئ خوارزمية للعثور على تلك التي لديها القدرة الأكبر على القفز بين الأنواع ، ثم تلك التي قد تقتل الناس". من وجهة نظره ، فإن الحوسبة الفائقة والتقدم في التعلم الآلي والنمذجة من شأنه تسريع العملية التنبؤية.
سيضم مشروع إنشاء لقاح عالمي حقيقي لفيروس كورونا مجموعة متنوعة من التخصصات: البيولوجيا الخلوية والأنظمة ، وعلم المناعة ، وعلم الوراثة ، والذكاء الاصطناعي ، والنمذجة الهيكلية ، على سبيل المثال لا الحصر. لذا ، يجب أن يكون التحالف لإنجاز ذلك واسع النطاق ، كما يقول كوف. يمكن أن يؤدي الاستثمار الأمريكي في تتبع الجينوم الفيروسي إلى إنشاء جزء صغير من البنية التحتية اللازمة لتتبع العديد من الفيروسات الأخرى. ستكون هناك حاجة إلى جهود مماثلة في جميع أنحاء العالم ، من أجل مواكبة الخرائط الفيروسية المتغيرة باستمرار. يقدر كوف أن حكومات دول مجموعة السبع يجب أن تتعاون مع القطاع الخاص ، ومنظمة الصحة العالمية ، والمنظمات غير الربحية مثل مؤسسة بيل وميليندا جيتس من أجل جعل النظام يعمل. يقول كوف: "قد يكلف هذا المليارات ، لكن هذا الوباء وحده كلف التريليونات". "لم نتعلم بعد السارس ، وفيروس كورونا ، وفيروس نقص المناعة البشرية ، وإنفلونزا الخنازير – ولكن ربما هذه المرة سنفعل ذلك."
ملاحظة :كانت هناك معلومة مشوهة أن الإنفلونزا لها جينوم أصغر من كورونا. في الواقع ، يشتمل جينوم الإنفلونزا على عدد أقل من سلاسل الحمض النووي الريبي ، ولكن يحتوي على المزيد من النيوكليوتيدات.
برجاء مراجعة هذا الرابط
https://www.theatlantic.com/science/archive/2021/04