นักวิจัยจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ร่วมกับเพื่อนร่วมงานในที่อื่นๆ อธิบายวิธีสร้างวัคซีนโควิด-19 ที่แตกต่างออกไป ซึ่งในทางทฤษฎีแล้ว จะยังคงมีผลกับสายพันธุ์ใหม่และสายพันธุ์ใหม่ และสามารถนำมาเป็นยาได้ โดย การสูดดมหรือวิธีการจัดส่งอื่น ๆ
ผลการวิจัยของพวกเขาเผยแพร่ใน PLOS Pathogensฉบับออนไลน์วันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2565
การวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างพลาสมิดที่ดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อให้มีชิ้นส่วนของสารพันธุกรรมที่มีจุดประสงค์เฉพาะเพื่อกำหนดเป้าหมายช่องโหว่ในโปรตีน Spike ของไวรัส SARS-CoV-2 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไวรัสที่มีความสำคัญต่อการผูกมัดและการติดเชื้อในเซลล์ พลาสมิดเป็นโมเลกุล DNA ทรงกลมขนาดเล็กจากแบคทีเรียที่แยกจากโครโมโซม DNA ทางกายภาพและสามารถทำซ้ำได้อย่างอิสระ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ในการถ่ายโอนสารพันธุกรรมจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง หลังจากนั้นสารพันธุกรรมที่นำเข้ามาสามารถทำซ้ำในเซลล์ที่รับได้
Maurizio Zanetti, MD, ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์ที่ UC San Diego School of Medicine และหัวหน้าห้องปฏิบัติการ Immunology ที่ UC San Diego Moores Cancer Center กล่าวว่าแนวทางดังกล่าวชี้ไปที่ความเป็นไปได้ที่จะมีความทนทานและมีประสิทธิภาพมากขึ้น วัคซีนโควิด 19.
“รายละเอียดนั้นซับซ้อน แต่พื้นฐานนั้นเรียบง่าย” ซาเน็ตติกล่าว “พวกเขาอยู่บนพื้นฐานของหลักการและวิธีการที่รู้จักกันดีและพิสูจน์แล้ว”
วัคซีน mRNA สำหรับโควิด-19 เช่น วัคซีนของ Pfizer และ Moderna เป็นผลมาจากการวิจัยและพัฒนาหลายทศวรรษที่ผ่านมา การระบาดใหญ่ได้เพิ่มความเร่งด่วน โฟกัส และทรัพยากรใหม่ๆ วัคซีนเหล่านี้สัญญาว่ามนุษย์จะได้รับวิธีที่เร็วกว่า แม้ว่าจะไม่มีปัญหาที่สำคัญ เช่น ความจำเป็นของห่วงโซ่ความเย็นที่มีอุณหภูมิต่ำมาก
ผลลัพธ์ของวัคซีน mRNA ได้เปลี่ยนแปลงพื้นฐานของการแพร่ระบาด บรรเทาความรุนแรงของโรค การรักษาในโรงพยาบาล และการเสียชีวิตได้อย่างมาก แต่ที่น่าสังเกตคือ ซาเน็ตติกล่าวว่าพวกเขาขัดขวางการแพร่เชื้อไวรัสเพียงเล็กน้อย อัตราผู้ป่วยยังคงเพิ่มขึ้นและลดลงพร้อมกับการเกิดขึ้นของตัวแปรไวรัส
“เป้าหมายในตอนแรกไม่ใช่เพื่อหยุดโรค” ซาเน็ตติกล่าว “มันเป็นการบรรเทาผลที่ตามมา เพื่อลดความรุนแรงและผลลัพธ์ของ COVID วัคซีนได้ทำเช่นนั้น ผู้ที่ฉีดวัคซีนมักจะไม่ป่วย พวกเขาไม่ต้องการการรักษาในโรงพยาบาลบ่อยเท่า อัตราการเสียชีวิตลดลง ทั้งหมดนี้ช่วยลดแรงกดดันต่อระบบสุขภาพและสังคมได้อย่างมาก ซึ่งถือเป็นเรื่องดี”
แต่ธรรมชาติของไวรัส SARS-CoV-2 ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาได้เผยให้เห็นว่าประสิทธิภาพของวัคซีนนั้นแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับตัวแปร ซึ่งมักจะลดลง ตัวอย่างเช่น สายพันธุ์อัลฟ่าได้รับการพิสูจน์แล้วว่าติดต่อได้ง่ายกว่าสายพันธุ์ “ป่า” ที่มีต้นกำเนิดในหวู่ฮั่น ประเทศจีน ตัวแปรเดลต้าถ่ายทอดได้ง่ายกว่าอัลฟ่าและโอไมครอนมากกว่าเดลต้า แม้ว่าวัคซีนจะยังคงให้การป้องกันโรคร้ายแรงได้อย่างมาก แต่แอนติบอดีที่พวกมันสร้างขึ้นนั้นมีประสิทธิภาพน้อยลงอย่างต่อเนื่องในการทำให้ไวรัสเป็นกลาง ดังนั้นจึงเป็นการแพร่เชื้อที่เพิ่มขึ้น SARS-CoV-2 ยังคงเป็นภัยคุกคามด้านสาธารณสุขระดับโลกอย่างไม่หยุดยั้ง
Zanetti กล่าวว่างานใหม่ล่าสุดเน้น “คุณภาพมากกว่าปริมาณ” เพื่อค้นหาการเหนี่ยวนำของแอนติบอดีที่ขัดขวางไวรัสที่มีผลผูกพันกับตัวรับและการส่งผ่านเซลล์ ส่งผลให้การตอบสนองของแอนติบอดีต่อวัคซีนมีความเข้มข้นมากขึ้น
“ในช่วงแรกๆ ของการพัฒนาวัคซีนโควิด มันคือการสร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันในวงกว้างและแข็งแกร่ง” ซาเน็ตติกล่าว “แต่มันเป็นวิธีการที่กระจัดกระจาย การตอบสนองของวัคซีนมุ่งเป้าไปที่ epitopes จำนวนมาก (ส่วนหนึ่งของไวรัสที่ระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์รู้จัก) และส่งผลให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ส่งเสียงดังเป็นส่วนใหญ่ แอนติบอดีที่ผลิตได้ส่วนใหญ่ไม่ส่งผลต่อความสามารถในการแพร่เชื้อของไวรัส”
Aaron F. Carlin, MD, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในกอง โรคติดเชื้อและสาธารณสุขระดับโลกที่ UC San Diego Health กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไซต์นี้ไม่เปลี่ยนแปลงด้วยรูปแบบใหม่ และเป็นไซต์ที่ยังคงมีช่องโหว่และเป้าหมายวัคซีนที่เชื่อถือได้
มันทำงานอย่างไร
Zanetti และเพื่อนร่วมงานได้สร้างพลาสมิดที่มีอิมมูโนเจน ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ทำให้บีลิมโฟไซต์สร้างแอนติบอดี ซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อแสดงปุ่มของโปรตีนขัดขวางซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแรงจูงใจในการจับตัวรับหรือ RBM โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งเหล่านี้คือสารตกค้างของกรดอะมิโนที่ทำหน้าที่เหมือนกุญแจเพื่อปลดล็อคประตูเซลล์ กุญแจและล็อคไม่เปลี่ยน
บีลิมโฟไซต์เป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกัน พวกมันเป็นผู้ผลิตแอนติบอดีจำนวนมากที่สร้างขึ้นเพื่อตอบสนองและป้องกันแอนติเจนจำเพาะหรือสารที่ไม่ต้องการในร่างกาย เช่น ไวรัส เซลล์ลิมโฟไซต์ B โดยเฉลี่ยสามารถคายโมเลกุลแอนติบอดีได้ 1,000 โมเลกุลต่อวินาที ซึ่งเป็นการผลิตที่แข็งแกร่งอย่างเหลือเชื่อหากเป็นแอนติบอดีที่เหมาะสมสำหรับงาน
Zanetti และเพื่อนร่วมงานโคลนกรดอะมิโนโปรตีนขัดขวางที่เลือกไว้ใน DNA พลาสมิด เพื่อที่ว่าเมื่อฉีดเข้าไปในม้ามของหนู โมเลกุลของอิมมูโนเจนที่นำเข้ามาจะกระตุ้นการผลิตแอนติบอดีที่เป็นกลางซึ่งปรับเฉพาะไปยังโหนดเป้าหมายบน RBM ของโปรตีนขัดขวาง . จากนั้นนักวิจัยได้ทดสอบวิธีการของพวกเขากับหนูที่มีสายพันธุ์ SARS-CoV-2 ดั้งเดิม (เบต้า เดลต้า และโอไมครอน) และพบว่าการตอบสนองของภูมิคุ้มกันมีความคล้ายคลึงกันในทุกสายพันธุ์
Zanetti กล่าวว่า “เราค่อนข้างโชคดีที่เลือกเป้าหมายของเราไว้ได้ แม้ว่าจะเป็นผลมาจากประสบการณ์และสัญชาตญาณก็ตาม ฉันทำสิ่งนี้มา 30 ปีแล้ว การทดลองก่อนหน้านี้โดยคนอื่น ๆ ได้แนะนำว่านี่อาจเป็น ‘ไซต์พิเศษ’ ฉันทำตามสัญชาตญาณของฉัน”
Zanetti กล่าวว่าการแปลการค้นพบเหล่านี้เป็นวัคซีนที่เหมาะสมสำหรับการทดลองทางคลินิกจะเป็น “การต่อสู้ที่ยากลำบาก” มีการลงทุนอย่างมากในแนวทางปัจจุบัน และเป็นการก้าวกระโดดอย่างมากจากการศึกษาด้วยเมาส์ไปจนถึงการทดลองทางคลินิกในมนุษย์
แต่คำมั่นสัญญาของวัคซีนที่มีประสิทธิภาพและง่ายต่อการบริหารอย่างต่อเนื่องนั้นไม่อาจต้านทานได้
“DNA นั้นเสถียรมาก แนวคิดใหม่สำหรับการคลอดบุตร ได้แก่ ยาเม็ดที่รอดชีวิตจากระบบย่อยอาหาร และปล่อย DNA พลาสมิดที่จะรับโดยเซลล์ลิมโฟไซต์ B ซึ่งดูเหมือนว่าจะมีคุณสมบัติบรรพบุรุษในการรับพลาสมิด DNA อีกทางเลือกหนึ่ง ดีเอ็นเอสามารถถูกสร้างสูตรสำหรับการนำส่งไปยังทางเดินหายใจส่วนบนโดยการกำหนดสูตรที่เหมาะสมสำหรับการหายใจเข้าไป นักวิจัยหลายคนและฉันเคยตรวจสอบและติดตามแนวคิดพื้นฐานนี้มาก่อนด้วยวิธีอื่น ได้เวลาลองกับโควิดแล้ว”
ผู้เขียนร่วม ได้แก่ Gonzalo Almanza, Alex E. Clark, Valentina Kouznetsova, Andrea Castro, Igor F. Tsigelny, Sandra Leibel, William Bray และ Aaron F. Carlin ทั้งหมดที่ UC San Diego; Eduardo Olmedillas และ Erica Ollmann Saphire สถาบันภูมิคุ้มกันวิทยา La Jolla; Yan Wu, Capital Medical University, ปักกิ่ง, จีน; และ George F. Gao, Chinese Academy of Sciences และ Chinese FDA
การสนับสนุนเงินทุนสำหรับการวิจัยนี้ส่วนหนึ่งมาจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (ทุน K08AI130381 และ U19 142790-S1) รางวัลอาชีพกองทุน Burroughs Wellcome สำหรับนักวิทยาศาสตร์การแพทย์และมูลนิธิ Bill and Melinda Gates (INV-006133)
