Καθώς ο ιός συνεχίζει να εξαπλώνεται ​​σε όλο τον κόσμο οι περαιτέρω μεταλλάξεις της Covid-19 καθιστούν δυσκολότερη την ανάπτυξη ενός καθολικού εμβολίου που θα ήταν αποτελεσματικό έναντι όλων των στελεχών της νόσου και των μεταλλάξεων της.

Νωρίτερα αυτό τον μήνα, η αμερικανική κυβέρνηση ανακοίνωσε ότι θα επενδύσει 1,7 δισεκατομμύρια δολάρια για την αντιμετώπιση των νέων μεταλλάξεων, καθώς η συνεχής χαρτογράφησή τους μπορεί να αποτρέψει τα χειρότερα.

Η ανίχνευση και η αντιμετώπιση των μεμονωμένων παραλλαγών είναι μια τεράστια πρόκληση και ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι χρειαζόμαστε άμεσα μια πιο ολοκληρωμένη προσέγγιση. Ο κορυφαίος επιστήμονας και επικεφαλής λοιμωξιολόγος των ΗΠΑ, Άντονι Φάουτσι, στηρίζει την ιδέα ενός καθολικού εμβολίου κατά του ιού SARS-CoV-2.

Δεκάδες ερευνητικές ομάδες έχουν ήδη ανταποκριθεί στην πρόκληση, αλλά ο Φάουτσι λέει ότι αυτό είναι μόνο η αρχή. «Ένα καθολικό εμβόλιο κατά του ιού SARS-CoV-2 είναι το πρώτο βήμα», δήλωσε ο κορυφαίος λοιμωξιολόγος. Το δεύτερο βήμα θα ήταν ένα γενικό εμβόλιο για τον κορονοϊό που θα προστατεύει όχι μόνο από τον SARS-CoV-2, αλλά και από νέους και διαφορετικούς κορονοϊούς που θα μπορούσαν να προκαλέσουν μελλοντικές πανδημίες.

Όλα ξεκινούν από την πρωτεΐνη ακίδα

Στόχος των επιστημόνων στην ανάπτυξη ενός καθολικού εμβολίου είναι η πρωτεΐνη ακίδα, την οποία αξιοποιεί ο ιός για να προσδεθεί πάνω στα ανθρώπινα κύτταρα και τα οποία στη συνέχεια μολύνει. Όσο επικίνδυνη μπορεί να είναι η ακίδα, είναι επίσης ένας εξαιρετικός στόχος για εμβόλια. Τα τρέχοντα εμβόλια διδάσκουν τα ανοσοκύτταρα να αναγνωρίζουν την πρωτεΐνη ακίδα, ώστε να μπορούν να την εξουδετερώσουν πριν να βλάψουν τα κύτταρα.

Όμως, η ακίδα αυτή είναι λίγο διαφορετική σε κάθε παραλλαγή. «Τα τρέχοντα εμβόλια βασίζονται στον γενετικό κώδικα του αρχικού στελέχους που βρέθηκε στη Γουχάν», εξηγεί η Πάμελα Μπιόρκμαν, καθηγήτρια βιολογικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Caltech. Αυτό το ακριβές στέλεχος δεν κυκλοφορεί πια, επομένως τα εμβόλια δεν καλύπτουν πλήρως τις νέες μεταλλάξεις. Ακόμη οι αλλαγές στην πρωτεΐνης ακίδας δεν είναι τόσο δραματικές που να καθιστούν τα εμβόλια πρώτης γενιάς αναποτελεσματικά, λέει η επιστήμονας, «αλλά αυτό δεν θα ισχύει απαραίτητα καθώς ο ιός θα συνεχίζει να μεταλλάσσεται».

Η πρόκληση, λοιπόν, είναι να αναπτυχθεί ένα εμβόλιο που θα προβλέπει τέτοιες αλλαγές και θα διδάσκει το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει και να καταπολεμά μεταλλάξεις που ίσως να μην έχουν εμφανιστεί ακόμη. Μία προσέγγιση θα ήταν να στοχεύσουμε ένα μέρος της πρωτεΐνης ακίδας που δεν εξελίσσεται τόσο γρήγορα όσο οι άλλες. Στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, το εργαστήριο του Τζέισον Μακλέλαν επικεντρώνεται στο στέλεχος της πρωτεΐνης ακίδας του SARS-CoV-2 που δεν μεταλλάσσεται τόσο συχνά. Θεωρητικά, ένα τέτοιο εμβόλιο θα μπορούσε να προστατεύσει από πολλές ή ακόμη και όλες τις μεταλλάξεις ταυτόχρονα – αρκεί να μοιράζονται αυτό το παρόμοιο στέλεχος. Στην πράξη, ωστόσο, τα αντισώματα μπορεί να έχουν πρόβλημα να αναγνωρίσουν και να δεσμευτούν στον στόχο τους, εάν αυτός βρίσκεται μέσα στη δομή των πρωτεϊνών.

Το εργαστήριο της Μπιόρκμαν ερευνά μια άλλη λύση που θα προκαλέσει σίγουρη ανοσοαπόκριση: ένα εμβόλιο που θα φέρει πολλές διαφορετικές εκδόσεις του τμήματος της ακίδας που συνδέεται με τα ανθρώπινα κύτταρα. Η ομάδα της ερευνήτριας χρησιμοποίησε ένα «μωσαϊκό» νανοσωματιδίων και χορήγησε ένα πρωτότυπο εμβόλιο κατά πολλαπλών στελεχών σε ποντίκια πέρυσι, όπου διαπίστωσε ότι παρήγαγε αντισώματα έναντι κάθε είδους πρωτεΐνης ακίδας.

Η πρωτοποριακή τεχνολογία mRNA στην έρευνα για το καθολικό εμβόλιο 

Μια άλλη μέθοδος προσέγγιση χρησιμοποιεί το mRNA, όπως κάνουν τα εμβόλια Pfizer και Moderna. Οι επιστήμονες αντί να συμπεριλάβουν τον κωδικό για ένα μόνο στέλεχος, μπορούν ενδεχομένως να συνδέσουν το mRNA το οποίο κωδικοποιεί πολλές διαφορετικές θέσεις πρόσδεσης πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένων των κοινών μεταλλάξεων που παρατηρούνται σε επικίνδυνες παραλλαγές.

Ο Ντέιβιντ Μαρτίνεζ του Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας και οι συνάδελφοί του ανέφεραν τα πολύ θετικά αποτελέσματα από πειράματα που έκαναν σε ποντίκια με mRNA από διαφορετικούς κορονοϊούς. Όταν χορηγήθηκε σε ποντίκια, το υβριδικό εμβόλιο επίσης δημιούργησε αντισώματα εναντίον πολλαπλών πρωτεϊνών ακίδων.

Για να δημιουργήσουμε ένα καθολικό εμβόλιο κατά του SARS-CoV-2 που θα παρέχει μακροχρόνια προστασία, ίσως χρειαστεί να σκεφτούμε πέρα ​​από την ακίδα, λέει ο Μπάοζονγκ Γουάνγκ, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Πολιτείας της Γεωργίας στις ΗΠΑ.

«Ευρεία, εξουδετερωτικά αντισώματα σε συγκεκριμένες περιοχές στις πρωτεΐνες ακίδας είναι σημαντικά, αλλά δεν λύνουν απολύτως το πρόβλημα», λέει ο Γουάνγκ. Οι αποκρίσεις των Τ-κυττάρων στους πνεύμονες είναι επίσης κρίσιμες, επειδή καταγράφουν τις «αναμνήσεις» παλιών παθογόνων ιών του αναπνευστικού συστήματος. Αυτές οι αποκρίσεις προκαλούνται κυρίως από πρωτεΐνες μέσα στον ιό, εξηγεί ο Γουάνγκ, όπως οι νουκλεοπρωτεΐνες και τα ένζυμα που τον βοηθούν στην αναπαραγωγή και όχι από την ακίδα. Η προσέγγισή του είναι να ενσωματώσει ένα νανοσωματίδιο με μέρη διαφορετικών ακίδων πρωτεϊνών. Ο Φάουτσι πιστεύει ότι πολλές από αυτές τις ιδέες μπορεί να αποτύχουν και ότι ένα καθολικό εμβόλιο SARS-CoV-2 μπορεί να είναι διαθέσιμο πριν λήξει η πανδημία.

Οι επιστήμονες προετοιμάζονται για τις μελλοντικές πανδημίες

Ένα γενικό εμβόλιο κατά του SARS-CoV-2 μπορεί να αποδειχθεί απαραίτητο για τον τερματισμό αυτής της πανδημίας. Είναι επίσης πιθανό ότι η τρέχουσα γενιά εμβολίων SARS-CoV-2 θα είναι αποτελεσματική και θα χρειάζεται μόνο κάποιες μικρές αναβαθμίσεις. Ωστόσο θα πρέπει να προετοιμαστούμε για μελλοντικούς ιούς που μπορεί να προκαλέσουν πανδημίες.

Χιλιάδες σχετικά παθογόνα εκτιμάται ότι κυκλοφορούν σήμερα και μερικά από αυτά θα μπορούσαν να μεταπηδήσουν από τα ζώα στον άνθρωπο. Η τεχνολογία υπάρχει ήδη για τη δημιουργία ενός εμβολίου που προστατεύει τους ανθρώπους από πολλούς κορονοϊούς ταυτόχρονα. Το εμβόλιο, ωστόσο, δεν είναι πιθανό να προέλθει από την ανακάλυψη μιας μόνο περιοχής της πρωτεΐνης ακίδας που έχουν όλοι οι κορονοϊοί. Ωστόσο θα μπορούσε να βρεθεί μια σειρά από περιοχές της ακίδας.

Το να ενσωματώσεις πολλαπλούς στόχους σε ένα εμβόλιο δεν είναι δύσκολο, σύμφωνα με την Μπιόρκμαν. Το δύσκολο είναι να γνωρίζεις ποιούς στόχους θα πρέπει να συμπεριλάβεις και να εξασφαλίσεις ότι διεγείρουν αποτελεσματικά το ανοσοποιητικό σύστημα, τονίζει η επιστήμονας.

«Το πραγματικό ζήτημα είναι η καλύτερη κατανόηση του σύμπαντος των κορονοϊών», λέει ο Γουέιν Κοφ, βιοχημικός και επικεφαλής του προγράμματος Human Vaccines Project. Θεωρητικά μπορούμε να εντοπίσουμε τις σημαντικές αλλαγές στο ιικό γονιδίωμα που είναι πιθανό να εξαπλωθούν ευρέως στους ανθρώπους, έτσι ώστε τα σώματά μας να μπορούν να αναγνωρίσουν σε κάποιο βαθμό τους επικίνδυνους νέους κορονοϊούς. «Αυτό που μας ανησυχεί ιδιαίτερα είναι οι κορονοϊοί τους οποίους δεν γνωρίζουμε ακόμη», προσθέτει ο Κοφ.

Οι επιστήμονες θα μπορέσουν να εντοπίσουν τα κοινά χαρακτηριστικά ή μεταλλάξεις που θα μπορούσε να καλύψει ένα τέτοιο εμβόλιο, όταν κατανοήσουν το οικογενειακό δέντρο του κορονοϊού. «Εάν οι ζωολόγοι μπορούν να συλλέξουν αρκετά δεδομένα από το πεδίο, μπορούμε να δημιουργήσουμε έναν αλγόριθμο για να βρούμε αυτούς που έχουν τη μεγαλύτερη δυνατότητα να μεταπηδήσουν μεταξύ ειδών και, στη συνέχεια, αυτούς που θα μπορούν να είναι φονικοί για τους ανθρώπους», λέει ο Κοφ. Σύμφωνα με τον επιστήμονα, η υπερυπολογιστική και η πρόοδος στη μηχανική μάθηση και τη μοντελοποίηση θα επιταχύνουν τη διαδικασία πρόβλεψης.

Ο Κοφ εκτιμά ότι οι κυβερνήσεις των εθνών της G7 θα έπρεπε να συνεργαστούν με τον ιδιωτικό τομέα, τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας και μη κερδοσκοπικούς οργανισμούς, προκειμένου να ενισχυθεί η πρωτοβουλία. «Μπορεί να κοστίσει δισεκατομμύρια, αλλά αυτή η πανδημία έχει ήδη κοστίσει τρισεκατομμύρια», λέει ο Κόφ. «Δεν μάθαμε από τους ιούς SARS, MERS, HIV και τη γρίπη των χοίρων, αλλά ίσως το καταφέρουμε αυτή τη φορά».

ΠΗΓΗ: Atlantic/ertnews