SARS-CoV-2: Αντλώντας έμπνευση από την εξελικτική ιστορία του ίδιου του SARS-CoV-2, επιστήμονες στην Κίνα δημιούργησαν ένα νέο εμβόλιο που, τουλάχιστον σε ζωικά μοντέλα, παρέχει προστασία κατά του στελέχους omicron και μιας σειράς υποπαραλλαγών του. Παρόλο που οι πρώτες γενιές εμβολίων και ενισχυτικών εμβολίων SARS-CoV-2 ήταν εξαιρετικά επιτυχείς, η εξέλιξη του ιού και η εμφάνιση της ανοσολογικής αποφυγής έχουν καταστήσει πιο δύσκολη την παραγωγή μεταγενέστερων εμβολίων. Οι εμβολιολόγοι αναρωτιούνται συνεχώς: Πώς θα συμβαδίσουμε με το ταχέως εξελισσόμενο παθογόνο; Ο κορωνοϊός φαίνεται πάντα να είναι αρκετά βήματα μπροστά, ειδικά τώρα που οι υποπαραλλαγές omicron συνεχίζουν να εξελίσσουν πιο έντονες ικανότητες ανοσολογικής διαφυγής.
Παρά τα ανεκτίμητα εργαλεία που έχουν γίνει τα εμβόλια mRNA τα τελευταία δύο χρόνια, χρειάζονται περισσότερες εμβολιαστικές προσεγγίσεις, λένε οι επιστήμονες. Όπως αποδεικνύεται, η ιική πρωτεΐνη spike έχει περιοχές που έχουν παραμείνει εξαιρετικά συντηρημένες σε όλες τις πρόσφατες παραλλαγές του SARS-CoV-2. Αυτές οι διατηρημένες περιοχές αποτελούν πραγματικούς καταλόγους εξελικτικών δεδομένων με τους οποίους μπορεί να δημιουργηθεί ένα εμβόλιο επόμενης γενιάς. Η πρωτεΐνη spike είναι το επιχειρησιακό άκρο του ιού που συνδέεται με τους ανθρώπινους υποδοχείς ACE-2 για την έναρξη της λοίμωξης. Για να αντιμετωπιστεί το κρίσιμο πρόβλημα της διαφυγής του ανοσοποιητικού συστήματος και να ξεκινήσει το επίπονο έργο της ανάπτυξης ενός νέου εμβολίου, ο Dr. Yongliang Zhao και οι συνάδελφοί του στο State Key Laboratory of Virology, ένα τμήμα του Πανεπιστημίου Wuhan στην Κίνα, ελπίζουν να αμβλύνουν την επίδραση των υποπαραλλαγών στο μέλλον με ένα νέο είδος εμβολίου. Το πειραματικό εμβόλιο που ήδη δοκιμάζουν σε εργαστηριακά ποντίκια βασίζεται σε συντηρημένες περιοχές της πρωτεΐνης spike, πράγμα που σημαίνει ότι το εμβόλιο συνδέεται στενά με τμήματα της spike που σπάνια μεταλλάσσονται. Η ομάδα της Γουχάν εκφράζει σιωπηλά αισιοδοξία για την έρευνά της, η οποία ελπίζουν ότι θα χρησιμεύσει ως μοντέλο για μελλοντικά εμβόλια, μια πανπροστατευτική ανοσοποίηση – ένα καθολικό εμβόλιο που θα προστατεύει από τις υπάρχουσες παραλλαγές και τις απειλές που μπορεί να προκύψουν στο μέλλον. Μια βασική ανησυχία με τα σημερινά εμβόλια είναι ότι ενώ προστατεύουν από σοβαρές ασθένειες, οι νεότερες εκδοχές του ιού, όπως το αυξανόμενο πλήθος υποπαραλλαγών του omicron, μπορούν να ξεφύγουν από την άμυνα του ανοσοποιητικού συστήματος.
Ο Zhao και μια ομάδα συνεργατών από διάφορα ερευνητικά ιδρύματα της Wuhan ξεκίνησαν την ανάπτυξη του νέου εμβολίου, διερευνώντας την εξελικτική πορεία του SARS-CoV-2. Ως κρίσιμο μέρος της έρευνάς τους, ανέλυσαν περισσότερες από 11 εκατομμύρια αλληλουχίες του SARS-CoV-2, καθώς και τη μολυσματικότητα και την ικανότητα διαφυγής του ανοσοποιητικού συστήματος από 54 ψευδοϊούς και παραλλαγές του SARS-CoV-2. Τα πειράματα αποκάλυψαν ότι η ιική πρωτεΐνη spike δεν έχει εξελιχθεί τυχαία, αλλά μάλλον προς την κατεύθυνση είτε υψηλής μολυσματικότητας σε συνδυασμό με χαμηλή ανοσολογική διαφυγή είτε χαμηλής μολυσματικότητας σε συνδυασμό με υψηλή ανοσολογική διαφυγή. Με βάση αυτό, η ομάδα σχεδίασε ένα εμβόλιο με επίκεντρο ένα πρόσφατα κατασκευασμένο αντιγόνο που ονομάστηκε Span. Το γράμμα “S” στο όνομα σημαίνει “spike”, όπως στην ιική πρωτεΐνη spike, και το “pan” προέρχεται από την ελληνική λέξη που σημαίνει “όλα”, αναφερόμενο σε ένα εμβόλιο κατά όλων των πρωτεϊνών spike. Βλέποντας τον όρο pan με άλλο τρόπο, συνδυάζοντάς τον με μια εκδοχή της ελληνικής λέξης δήμος, που σημαίνει άνθρωποι, προκύπτει η λέξη “πανδημία”, μια ασθένεια που προσβάλλει όλους τους ανθρώπους.
Η ανάπτυξη του ερευνητικού εμβολίου Span δεν ήταν εύκολη, γράφουν ο Zhao και οι συνεργάτες του στο περιοδικό Science Translational Medicine. “Ο SARS-CoV-2 συνεχίζει να συσσωρεύει μεταλλάξεις για να αποφύγει την ανοσία, οδηγώντας σε επαναλαμβανόμενες λοιμώξεις μετά τον εμβολιασμό”, υποστήριξε ο Zhao, επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας για το εμβόλιο Span. “Ο τρόπος με τον οποίο οι ερευνητές προβλέπουν εκ των προτέρων την εξελικτική πορεία του ιού κατά το σχεδιασμό εμβολίων επόμενης γενιάς απαιτεί έρευνα”, συνέχισε ο Zhao. “Εδώ, πραγματοποιήσαμε μια ολοκληρωμένη μελέτη 11.650.487 αλληλουχιών του SARS-CoV-2, η οποία αποκάλυψε ότι η πρωτεΐνη αιχμής του SARS-CoV-2 εξελίχθηκε όχι τυχαία, αλλά σε κατευθυνόμενες πορείες είτε υψηλής μολυσματικότητας συν χαμηλή ανοσολογική αντίσταση είτε χαμηλής μολυσματικότητας συν υψηλή ανοσολογική αντίσταση”. Το αντιγόνο Span ενσωματώνει κατάλοιπα αμινοξέων που έχουν βρεθεί σε υψηλή συχνότητα σε όλες τις κύριες παραλλαγές μέχρι σήμερα, επιτρέποντάς του να προστατεύει από εξελικτικά αποκλίνουσες γενεαλογίες. Το εμβόλιο Span έχει προκαλέσει μέχρι στιγμής εξουδετερωτικά αντισώματα έναντι διαφόρων παραλλαγών του SARS-CoV-2 όταν το εμβόλιο χορηγείται σε ζωικά μοντέλα στο εργαστήριο.
Ο Zhao και οι συνεργάτες του δοκίμασαν το καινοτόμο εμβόλιο Span μαζί με ένα εμβόλιο που παρασκευάστηκε από μια πρωτεΐνη spike άγριου τύπου, η οποία δεν είχε την εξελικτική προίκα του Span. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ανοσολογική απόκριση ήταν πιο ισχυρή μετά τον εμβολιασμό με το Span σε σχέση με τα εμβόλια που βασίζονται στην πρωτεΐνη spike άγριου τύπου. Τα ζωικά μοντέλα -στην προκειμένη περίπτωση, τα ποντίκια- ήταν πλήρως προστατευμένα από τις παραλλαγές omicron όταν τους χορηγήθηκαν ενέσεις του εμβολίου Span. Η ομάδα της Wuhan, σύμφωνα με τον Zhao, πρέπει να διεξάγει πρόσθετες δοκιμές για την αποτελεσματικότητα του εμβολίου κατά των πιο πρόσφατων υποπαραλλαγών omicron, ιδίως εκείνων που εμφανίστηκαν τους τελευταίους μήνες. Οι ερευνητές προειδοποιούν επίσης ότι οι εμβολιασμοί Span απαιτούν περισσότερες δοκιμές σε ζωικά μοντέλα εκτός από εργαστηριακά ποντίκια για να κατανοηθούν καλύτερα τα δυνατά και αδύνατα σημεία του εμβολίου. “Θα είναι απαραίτητο να συμπεριληφθούν πρόσθετα ζωικά μοντέλα πριν μεταφερθεί αυτό το εμβόλιο σε ανθρώπινες κλινικές δοκιμές”, κατέληξε ο Zhao.