الثورة القادمة في اللقاحات
غيرت لقاحات mRNA طب الأمراض المعدية أثناء جائحة COVID-19، حيث أظهرت أن التكنولوجيا يمكن تطويرها وتصنيعها ونشرها بسرعة غير مسبوقة. لكن لقاحات mRNA لها قيود حقيقية — فهي تتطلب سلسلة توزيع مبردة تشكل تحدياً للتوزيع في المناطق محدودة الموارد، واستجاباتها المناعية قد تتلاشى بسرعة نسبية، وعملية تصنيعها معقدة تحد من قدرة الإنتاج.
يعتقد الباحثون أن القفزة التالية قد تأتي من اتجاه مفاجئ: DNA origami. يختبر العلماء حالياً منصة تسمى DoriVac تستخدم هياكل DNA نانوية مطوية — أشكال هندسية مركبة من خيوط DNA بدقة قريبة من الذرية — لإيصال المستضدات إلى الجهاز المناعي بطريقة تنتج استجابات أقوى وأكثر ديمومة من الأساليب التقليدية.
كيفية عمل DNA Origami في اللقاحات
DNA origami هي تقنية يتم فيها طي DNA أحادي السلسلة إلى أشكال دقيقة ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد باستخدام خيوط DNA قصيرة متكاملة كدعامات. يمكن تصميم الهياكل النانوية الناتجة بأي هندسة تقريباً، ويمكن تحميلها بالبروتينات أو الجزيئات الصغيرة أو حمولات بيولوجية أخرى في مواقع محددة وقابلة للبرمجة.
في منصة DoriVac، يتم تحميل هذه الهياكل النانوية ببروتينات مستضدة مرتبة في أنماط تحاكي كيفية ظهور المستضدات على سطح الفيروسات الحقيقية. هذا الترتيب المكاني حاسم للغاية. خلايا B في الجهاز المناعي تستجيب بقوة أكبر للمستضدات المعروضة في صفوف متكررة ومنتظمة — مشابهة لبروتينات السطح على مسبب المرض الحقيقي — أكثر من المستضدات المقدمة في محلول.
النتائج الأولية
في الدراسات الأولية التي أجريت على الفئران وفي نماذج الخلايا المناعية البشرية، أنتجت DoriVac استجابات قوية للأجسام المضادة واستجابات قوية لخلايا T. استجابة خلايا T جديرة بملاحظة خاصة: لقاحات mRNA متفوقة في توليد استجابات الأجسام المضادة لكن لديها نجاح متفاوت في إنتاج مناعة خلايا T، وهي حاسمة بشكل خاص لتطهير العدوى المستقرة وتوفير الحماية طويلة الأمد.
أفاد الباحثون أن عرض المستضد المنظم في DoriVac يفعل بشكل أكثر فعالية خلايا الغصروف — خلايا الجهاز المناعي المتخصصة في تقديم المستضدات — مقارنة بالمستضد الذي يتم توصيله في شكل قابل للذوبان. تفعيل خلايا الغصروف يمثل نقطة اختناق رئيسية في توليد استجابات خلايا T قوية.
مزايا التصنيع
بعيداً عن الأداء المناعي، قد توفر منصة DoriVac مزايا تصنيع مهمة على لقاحات mRNA. DNA أكثر استقراراً كيميائياً من RNA، مما يقلل متطلبات السلسلة الباردة ويطيل العمر الافتراضي تحت الظروف المحيطة. يمكن تنفيذ تركيب هياكل DNA النانوية باستخدام البنية التحتية الموجودة لتركيب DNA ولا يتطلب الصيغة المتخصصة للجزيئات الدهنية النانوية التي تعتمد عليها لقاحات mRNA.
يلاحظ الباحثون أيضاً أن التصميم المعياري لهياكل DNA origami النانوية يجعل المنصة قابلة للتكيف بطبيعتها. تغيير هدف المستضد يتطلب تعديل الحمولة المرفقة بدلاً من إعادة تصميم نظام التوصيل الأساسي — وهي خاصية قد تمكن من الاستجابة السريعة للتهديدات الناشئة للأمراض المعدية.
الطريق نحو التجارب السريرية
تبقى منصة DoriVac في المرحلة السابقة للسريرية، مع أسئلة مهمة تبقى حول سلوكها في البشر وقابليتها للتوسع إلى الإنتاج على مستوى الجائحة. يستهدف الباحثون الأمراض حيث تكون قيود تكنولوجيا اللقاح الحالية أكثر حدة — HIV و Ebola ومتغيرات COVID-19 — كأولويات تطوير سريري أولية.
لقد تحدى تطوير لقاح HIV الحقل لمدة أربعة عقود، مع بقاء صعوبة توليد أجسام مضادة محايدة على نطاق واسع ضد بروتينات السطح سريعة الطفرة للفيروس كعقبة مركزية. يمثل نهج DoriVac لعرض المستضد المنظم واحداً من عدة استراتيجيات يسعى إليها الباحثون للتغلب على هذه العقبة.
تعتمد هذه المقالة على تقارير من Science Daily. اقرأ المقالة الأصلية.
Originally published on sciencedaily.com