Spartus vakcinų, apsaugančių nuo COVID, kūrimas buvo puikus mokslo laimėjimas, išgelbėjęs milijonus gyvybių. Vakcinos įrodė didelę sėkmę mažinant mirčių ir sunkių ligų skaičių po COVID infekcijos.
Nepaisant šios sėkmės, pandemijos padariniai buvo pražūtingi, todėl labai svarbu apsvarstyti, kaip apsisaugoti nuo būsimų pandemijos grėsmių. Be SARS-CoV-2 (virusas, sukeliantis COVID), anksčiau nežinomi koronavirusai buvo atsakingi už mirtinus SARS (2003 m.) ir MERS (2012 m. protrūkis su tebesitęsiančiais atvejais) protrūkius. Tuo tarpu buvo nustatyta, kad keli cirkuliuojantys šikšnosparnių koronavirusai gali užkrėsti žmones, o tai ateityje gali sukelti protrūkius.
Mano kolegos ir aš neseniai parodėme su pelėmis, kad viena gana paprasta vakcina gali apsaugoti nuo daugybės koronavirusų – net ir tų, kurie dar nenustatyti. Tai yra žingsnis link mūsų tikslo, vadinamo „proaktyvia vakcinacija“, kai vakcinos yra sukurtos nuo pandemijos grėsmių, kol jos gali užkrėsti žmones. Mūsų darbai publikuojami žurnale Gamtos nanotechnologijos.
Įprastose vakcinose naudojamas vienas antigenas (viruso dalis, sukelianti imuninį atsaką), kuris paprastai apsaugo nuo to viruso ir tik nuo to viruso. Jie linkę neapsaugoti nuo įvairių žinomų virusų arba virusų, kurie dar nebuvo atrasti.
Ankstesniuose tyrimuose parodėme „mozaikinių nanodalelių“ sėkmę didinant imuninį atsaką į skirtingus koronavirusus. Šios mozaikos nanodalelės naudoja baltymų superklijų technologiją, kuri negrįžtamai sujungia du skirtingus baltymus.
Šis „superklijus“ naudojamas papuošti vieną nanodalelę su keliais receptorius surišančiais domenais – pagrindine viruso dalimi, esančia ant smaigalio baltymo – iš skirtingų virusų. Vakcina yra orientuota į koronavirusų, vadinamų sarbekovirusais, pogrupį, į kurį įeina virusai, sukeliantys COVID, SARS ir keli šikšnosparnių virusai, galintys užkrėsti žmones.
Virusui vystantis, kai kurios jo dalys keičiasi, o kitos lieka tos pačios. Mūsų vakcinoje yra evoliuciškai susijusių receptorių surišimo domenų (RBD), todėl viena vakcina treniruoja imuninę sistemą reaguoti į nepakitusias viruso dalis. Tai apsaugo nuo virusų, kurie yra vakcinoje, ir, svarbiausia, apsaugo nuo susijusių virusų, kurie nėra įtraukti į vakciną.
Nepaisant šios sėkmės su mozaikinėmis nanodalelėmis, vakcina buvo sudėtinga, todėl ją sunku pagaminti dideliu mastu.
Paprastesnė vakcina
Bendradarbiaudami Oksfordo, Kembridžo ir Caltech universitetams, dabar sukūrėme paprastesnę vakciną, kuri vis dar suteikia tokią plačią apsaugą. Tai pasiekėme genetiškai suliedami keturių skirtingų sarbekovirusų UBR, kad susidarytų vienas baltymas, kurį vadiname „kvartetu“. Tada naudojame tam tikro tipo baltymų klijus, kad pritvirtintume šiuos ketvertukus prie „baltymų nanonarelio“, kad pagamintume vakciną.
Kai pelės buvo imunizuotos šiomis nanonarelių vakcinomis, jos gamino antikūnus, kurie neutralizavo daugybę sarbekovirusų, įskaitant sarbekovirusus, kurių nėra vakcinoje. Tai rodo, kad yra galimybė apsisaugoti nuo susijusių virusų, kurie galbūt nebuvo aptikti tuo metu, kai buvo pagaminta vakcina.
Kartu su šiuo supaprastintu gamybos ir surinkimo procesu, mūsų naujoji vakcina sukėlė pelių imuninį atsaką, kuris bent jau atitiko ir daugeliu atvejų viršijo tuos, kuriuos sukėlė mūsų originali mozaikinių nanodalelių vakcina.
Atsižvelgiant į tai, kad didelė dalis pasaulio yra paskiepyti arba anksčiau užsikrėtę SARS-CoV-2, buvo susirūpinta, kad esamas atsakas į SARS-CoV-2 apribos galimybes apsisaugoti nuo kitų koronavirusų. Tačiau mes parodėme, kad mūsų vakcina gali sukelti platų anti-sarbecovirus imuninį atsaką net pelėms, kurios anksčiau buvo imunizuotos nuo SARS-CoV-2.
Kitas mūsų žingsnis – išbandyti šią vakciną su žmonėmis. Šią technologiją taip pat taikome apsisaugodami nuo kitų virusų grupių, galinčių užkrėsti žmones. Visa tai priartina mus prie mūsų vizijos sukurti vakcinų nuo virusų, galinčių sukelti pandemiją, biblioteką, kol jie dar neturėjo galimybės patekti į žmones.