ιός 1 15Απόδοση καλλιτέχνη της ανατομίας ενός ιού. Anna Tanczos/Welcome Images, CC BY-NC-ND

Κανείς δεν θέλει να κολλήσει τη γρίπη και η καλύτερη άμυνα είναι το εποχικό εμβόλιο γρίπης. Αλλά η παραγωγή ενός αποτελεσματικού ετήσιου εμβολίου γρίπης βασίζεται στην ακριβή πρόβλεψη ποια στελέχη γρίπης είναι πιο πιθανό να μολύνουν τον πληθυσμό σε οποιαδήποτε δεδομένη εποχή. Απαιτεί τον συντονισμό πολλών κέντρων υγείας σε όλο τον κόσμο καθώς ο ιός ταξιδεύει από περιοχή σε περιοχή. Μόλις οι επιδημιολόγοι εγκατασταθούν στα στελέχη -στόχους της γρίπης, η παραγωγή εμβολίων μετατοπίζεται σε υψηλή ταχύτητα. παίρνει περίπου έξι μήνες για να δημιουργήσετε το περισσότερες από 150 εκατομμύρια ενέσιμες δόσεις απαραίτητο για τον αμερικανικό πληθυσμό.

Πόσο καλά λειτουργεί το ετήσιο εμβόλιο της γρίπης;

Η παραγωγή ενός αποτελεσματικού ετήσιου εμβολίου γρίπης βασίζεται στην ακριβή πρόβλεψη ποια στελέχη γρίπης είναι πιο πιθανό να μολύνουν τον πληθυσμό σε μια δεδομένη εποχή. Το CDC διεξάγει μελέτες παρατήρησης κάθε χρόνο για να υπολογίσει την «αποτελεσματικότητα του εμβολίου» για τη λήψη του έτους.

ιός2 1 15

Λανθασμένη ή ελλιπής επιδημιολογική πρόβλεψη μπορεί να έχει σημαντικές συνέπειες. Το 2009, ενώ κατασκευαστές, συμπεριλαμβανομένων των MedImmune και Sanofi Pasteur, ετοίμαζαν εμβόλια κατά των αναμενόμενων στελεχών, ένα επιπλέον στέλεχος γρίπης, H1N1, προέκυψε. Το προετοιμασμένο εμβόλιο δεν προστατεύει από αυτό το απρόβλεπτο στέλεχος, προκαλώντας παγκόσμιο πανικό και πάνω από 18,000 επιβεβαιωμένους θανάτους - πιθανότατα μόνο ένα κλάσμα του πραγματικού αριθμού, εκτιμάται ότι θα ξεπεράσει τις 150,000Ε Καλύτερα αργά παρά ποτέ, τελικά δημιουργήθηκε ένα εμβόλιο κατά του H1N1, το οποίο απαιτούσε ένα δεύτερο εμβόλιο γρίπης εκείνη τη χρονιά.

Δεδομένου ότι η γρίπη έχει προκαλέσει την πλειοψηφία των πανδημίες τα τελευταία 100 χρόνια - συμπεριλαμβανομένης της γρίπης του 1918 που είχε ως αποτέλεσμα 50 εκατομμύρια θανάτους - μένουμε με το ερώτημα: Μπορούν οι επιστήμονες να παράγουν ένα «καθολικό» εμβόλιο ικανό να προστατεύει από διάφορα στελέχη γρίπης, ένα που δεν απαιτεί ετήσιες προβλέψεις από επιδημιολόγους και ετήσιο εμβόλιο για εσάς;


εσωτερικά εγγραφείτε γραφικό


Τα εμβόλια προάγουν το ανοσοποιητικό σύστημα να πολεμήσει

Μέχρι τον 18ο αιώνα, και αναμφισβήτητα πολύ νωρίτερα στην ιστορία, ήταν ευρέως γνωστό ότι α ο επιζών της ευλογιάς δεν θα ξαναπέσει μαζί του κατά την επακόλουθη έκθεση. Κάπως έτσι, η μόλυνση απέδωσε ασυλία κατά της νόσου. Και οι άνθρωποι αναγνώρισαν ότι οι γαλατάδες που ήρθαν σε επαφή με βοοειδή που περιείχαν ανεμοβλογιά θα προστατεύονταν ομοίως από την ευλογιά.

Στα τέλη του 1700, αγρότης Ο Μπέντζαμιν Τζέστι εμβολίασε την οικογένειά του με ευλογιά, αποτελεσματικά ανοσοποιώντας τους κατά της ευλογιάς, παρά τη μελλοντική έκθεση. Γιατρός Ο Έντουαρντ Τζένερ στη συνέχεια έριξε την ανθρωπότητα σε μια νέα εποχή ανοσολογίας όταν έδωσε επιστημονική πίστη στη διαδικασία.

Έτσι, εάν ένας εμβολιασμός της ανεμοβλογιάς ή μια έκθεση (και επιβίωση) της ευλογιάς αποδίδει ανοσία αξίας μιας δεκαετίας ή και ισόβια, γιατί τα άτομα ενθαρρύνονται να λαμβάνουν εμβόλιο γρίπης κάθε χρόνο;

Η απάντηση βρίσκεται στο πόσο γρήγορα αλλάζει η ανατομία του ιού της γρίπης. Κάθε ιός αποτελείται από μια σφαιρική μεμβράνη που περικλείει συνεχώς μεταλλασσόμενο γενετικό υλικό. Αυτή η μεμβράνη είναι πιπεριωμένη με δύο τύπους "αιχμών": αιμαγλουτινίνη, ή ΗΑ, και νευραμινιδάση, ή ΝΑ, η καθεμία από ένα στέλεχος και ένα κεφάλι. Η ΗΑ και η ΝΑ βοηθούν τον ιό με μόλυνση δεσμεύοντας τα κύτταρα ξενιστές και μεσολαβούν στην είσοδο του ιού στο κύτταρο και τελικά στην έξοδο του.

Τα εμβόλια τυπικά προκαλούν αντισώματα που στοχεύουν αυτά τα δύο μόρια. Μόλις γίνει η ένεση, το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ατόμου αρχίζει να λειτουργεί. Εξειδικευμένα κύτταρα συλλέγουν τα μόρια του εμβολίου ως εισβολείς. άλλα κύτταρα στη συνέχεια παράγουν αντισώματα που θα αναγνωρίζουν τα ξένα μόρια. Την επόμενη φορά που θα εμφανιστούν οι ίδιοι εισβολείς - είτε με τη μορφή του ίδιου εμβολίου είτε των ιών που μιμήθηκε - τα ανοσοκύτταρα του σώματος τα αναγνωρίζουν και τα καταπολεμούν, αποτρέποντας τη μόλυνση.

Για τους προγραμματιστές εμβολίων, ένα απογοητευτικό χαρακτηριστικό του γονιδιώματος μετάλλαξης της γρίπης είναι το πόσο γρήγορα αλλάζουν το HA και το NA. Αυτές οι συνεχείς αλλαγές είναι αυτές που τους στέλνουν πίσω στον πίνακα σχεδίων για νέα εμβόλια κάθε εποχή γρίπης.

Διαφορετικές μέθοδοι σχεδιασμού εμβολίου

Το εμβόλιο της ευλογιάς ήταν το πρώτο που χρησιμοποίησε το «εμπειρικό παράδειγμα» της εμβολιολογίας - την ίδια στρατηγική που χρησιμοποιούμε σε μεγάλο βαθμό σήμερα. Βασίζεται σε μια προσέγγιση δοκιμής και σφάλματος για να μιμηθεί την ανοσία που προκαλείται από φυσική μόλυνση.

Με άλλα λόγια, οι προγραμματιστές εμβολίων πιστεύουν ότι το σώμα θα αυξήσει την αντίδραση αντισώματος σε κάτι στον εμβολιασμό. Δεν επικεντρώνονται όμως σε ποιο συγκεκριμένο κομμάτι του ιού προκαλεί ανοσολογική απάντηση. Δεν έχει πραγματικά σημασία αν πρόκειται για αντίδραση σε ένα μικρό έμπλαστρο HA που πολλά στελέχη μοιράζονται, για παράδειγμα. Όταν χρησιμοποιείτε έναν ολόκληρο ιό ως αρχική ύλη, είναι δυνατόν να λάβετε πολλά διαφορετικά αντισώματα που αναγνωρίζουν πολλά διαφορετικά μέρη του ιού που χρησιμοποιούνται στο εμβόλιο.

Το εποχικό εμβόλιο γρίπης ταιριάζει γενικά σε αυτήν την εμπειρική προσέγγιση. Κάθε χρόνο, οι επιδημιολόγοι προβλέπουν ποια στελέχη της γρίπης είναι πιο πιθανό να μολύνουν τους πληθυσμούς, συνήθως εγκαθίστανται σε τρία ή τέσσερα. Στη συνέχεια, οι ερευνητές αμβλύνουν ή αδρανοποιούν αυτά τα στελέχη, ώστε να μπορούν να λειτουργήσουν ως μίμηση στο εμβόλιο της γρίπης εκείνου του έτους χωρίς να δώσουν στους λήπτες την πλήρη γρίπη. Η ελπίδα είναι ότι το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ατόμου θα ανταποκριθεί στο εμβόλιο δημιουργώντας αντισώματα που στοχεύουν αυτά τα στελέχη. τότε όταν έρθει σε επαφή με τη γρίπη, τα αντισώματα θα περιμένουν να εξουδετερώσουν αυτά τα στελέχη.

Αλλά υπάρχει ένας διαφορετικός τρόπος σχεδιασμού ενός εμβολίου. Ονομάζεται ορθολογικός σχεδιασμός και αντιπροσωπεύει μια πιθανά αλλαγή παραδείγματος στην εμβολιολογία.

Ο στόχος είναι να σχεδιαστεί κάποιο μόριο - ή "ανοσογόνο" - που μπορεί να προκαλέσει την παραγωγή αποτελεσματικών αντισωμάτων χωρίς να απαιτείται έκθεση στον ιό. Σε σχέση με τα τρέχοντα εμβόλια, το κατασκευασμένο ανοσογόνο μπορεί ακόμη και να επιτρέψει πιο συγκεκριμένες αποκρίσεις, πράγμα που σημαίνει ότι η ανοσοαπόκριση στοχεύει συγκεκριμένα τμήματα του ιού και μεγαλύτερο εύρος, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσε να στοχεύσει πολλαπλά στελέχη ή ακόμη και σχετικούς ιούς.

Αυτή η στρατηγική λειτουργεί για τη στόχευση συγκεκριμένων επιτόπων ή επιθεμάτων του ιού. Δεδομένου ότι τα αντισώματα λειτουργούν αναγνωρίζοντας δομές, οι σχεδιαστές θέλουν να τονίσουν στο ανοσοποιητικό σύστημα τις δομικές ιδιότητες των ανοσογόνων που έχουν δημιουργήσει. Στη συνέχεια, οι ερευνητές μπορούν να προσπαθήσουν να σχεδιάσουν υποψήφια εμβόλια με αυτές τις δομές με την ελπίδα ότι θα προκαλέσουν το ανοσοποιητικό σύστημα να παράγει σχετικά αντισώματα. Αυτή η διαδρομή μπορεί να τους επιτρέψει να συναρμολογήσουν ένα εμβόλιο που προκαλεί μια πιο αποτελεσματική και αποδοτική ανοσοαπόκριση από ό, τι θα ήταν δυνατό με την παραδοσιακή μέθοδο δοκιμής και σφάλματος.

Έχει γίνει πολλά υποσχόμενη πρόοδος σχεδιασμός εμβολίου για τον αναπνευστικό συγκυτιακό ιό χρησιμοποιώντας αυτό το νέο ορθολογικό παράδειγμα, αλλά συνεχίζονται ακόμη προσπάθειες για τη χρήση αυτής της προσέγγισης για τη γρίπη.

Προς ένα καθολικό εμβόλιο γρίπης

Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές έχουν απομονώσει έναν αριθμό ισχυρών αντισωμάτων που εξουδετερώνουν την πλημμύρα που παράγονται στο σώμα μας. Ενώ η απόκριση αντισωμάτων στη γρίπη είναι κατευθύνεται κυρίως στο κεφάλι της ακίδας HA, αρκετά έχουν βρεθεί ότι στόχος του στελέχους του HAΕ Δεδομένου ότι το στέλεχος είναι πιο σταθερό σε ιικά στελέχη από το κεφάλι, αυτό θα μπορούσε να είναι η αχίλλειος πτέρνα της γρίπης και τα αντισώματα που στοχεύουν σε αυτήν την περιοχή μπορεί να είναι ένα καλό πρότυπο για το σχεδιασμό του εμβολίου.

Οι ερευνητές ακολουθούν μια σειρά από προσεγγίσεις που θα μπορούσαν να προκαλέσουν στο σώμα να παράγει αυτά τα αντισώματα που ενδιαφέρουν πριν μολυνθεί. Μια στρατηγική, γνωστή ως εμφάνιση νανοσωματιδίων, περιλαμβάνει το σχεδιασμό ενός μορίου που ενσωματώνει μέρος του ιού. Στο εργαστήριο, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να συνδέσουν κάποιο συνδυασμό σωματιδίων ΗΑ και ΝΑ στο εξωτερικό ενός σφαιρικού νανοσωματιδίου που από μόνο του είναι ικανό να προκαλέσει ανοσοαπόκριση. Όταν εγχέεται ως μέρος ενός εμβολίου, το ανοσοποιητικό σύστημα θα μπορούσε να "δει" αυτά τα μόρια και με τύχη να παράγει αντισώματα εναντίον τους.

Ένα από τα κύρια ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν είναι τι ακριβώς πρέπει να εμφανίζεται στο εξωτερικό αυτών των νανοσωματιδίων. Ορισμένες στρατηγικές εμφανίζουν διάφορες εκδόσεις πλήρων μορίων HA, ενώ άλλες απλώς περιλαμβάνουν μίσχους. Ενώ πρέπει να συλλεχθούν περισσότερα δεδομένα για τους ανθρώπους για την επικύρωση αυτών των προσεγγίσεων, τα δεδομένα από μελέτες σε ζώα χρησιμοποιώντας τα ανοσογόνα μόνο για το στέλεχος είναι ενθαρρυντικά.

Με την τρέχουσα τεχνολογία, μπορεί να μην υπάρξει ποτέ ένα «τελειωμένο» εμβόλιο γρίπης. Και η επιδημιολογική παρακολούθηση θα είναι πάντα απαραίτητη. Ωστόσο, δεν είναι αδιανόητο ότι μπορούμε να μετακινηθούμε από ένα μοντέλο μία φορά το χρόνο σε μια προσέγγιση κάθε 10 χρόνια, και μπορεί να είμαστε μέσα σε λίγα μόνο χρόνια από την παρουσία μας.

Η Συνομιλία

Σχετικά με το Συγγραφέας

Ian Setliff, Ph.D. Φοιτητής, Πρόγραμμα Χημικής & Φυσικής Βιολογίας, Κέντρο Εμβολίων Vanderbilt, Πανεπιστήμιο Vanderbilt και Amyn Murji, Ph.D. Φοιτητής, Τμήμα Μικροβιολογίας και Ανοσολογίας, Κέντρο Εμβολίων Vanderbilt, Πανεπιστήμιο Vanderbilt

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικές Βιβλία:

at InnerSelf Market και Amazon