כיצד ניתן לעדכן את חיסוני ה-mRNA למיקוד אומיקרון? מיקרוביולוג מסביר

מיקרוסקופ אלקטרוני שידור של חלקיקי וירוס SARS-CoV-2. (NIAID)

אם גרסת Omicron של נגיף קורונה שונה מספיק מהגרסה המקורית, ייתכן שחיסונים קיימים לא יהיו יעילים כפי שהיו. אם כן, סביר להניח שחברות יצטרכו לעדכן את החיסונים שלהן כדי להילחם טוב יותר באומיקרון.

דבורה פולר היא א מיקרוביולוג שחקר חיסוני mRNA ו-DNA במשך למעלה משני עשורים. כאן היא מסבירה מדוע ייתכן שיהיה צורך לעדכן חיסונים ואיך התהליך הזה ייראה.

1. מדוע ייתכן שיהיה צורך לעדכן את החיסונים?

בעיקרון, זו שאלה של א נגיף השתנה מספיק כך נוגדנים שנוצרו על ידי החיסון המקורי אינם מסוגלים עוד לזהות ולהדוף את הווריאציה החדשה שעברה מוטציה.



נגיפים משתמשים בחלבוני ספייק כדי להיצמד אליהם קולטני ACE-2 על פני השטח של תאים אנושיים ומדביקים אותם . הכל mRNA COVID-19 חיסונים פועלים על ידי מתן הוראות בצורה של mRNA שמכוונים אליו תאים ליצור גרסה לא מזיקה של הספייק חֶלְבּוֹן.

חלבון ספייק זה גורם לגוף האדם לייצר נוגדנים. אם אדם נחשף אי פעם לנגיף הקורונה, נוגדנים אלו נקשרים לחלבון הספייק של הקורונה ובכך מפריעים ליכולתו להדביק את התאים של אותו אדם.

גרסת Omicron מכילה גרסה חדשה דפוס של מוטציות לחלבון הספייק שלו . שינויים אלה עלולים לשבש את יכולתם של חלק מהנוגדנים - אך כנראה לא כולם - המושרים על ידי החיסונים הנוכחיים להיקשר לחלבון הספייק . אם זה יקרה, החיסונים עשויים להיות פחות יעילים במניעת הידבקות והעברת הגרסה של Omicron מאנשים.

2. במה יהיה שונה חיסון חדש?

חיסוני mRNA קיימים, כמו אלה שיוצרו על ידי Moderna או Pfizer, מקודדים עבור a חלבון ספייק מהזן המקורי של נגיף הקורונה . בחיסון חדש או מעודכן, הוראות ה-mRNA יקודדו לחלבון ה-Omicron spike.

על ידי החלפת הקוד הגנטי של חלבון ספייק המקורי לזה מהוריאנט החדש הזה, חיסון חדש יגרום לנוגדנים שקושרים ביעילות רבה יותר את נגיף Omicron ומונעים ממנו להדביק תאים.

אנשים שכבר חוסנו או נחשפו בעבר ל-COVID-19 כנראה יזדקקו רק למנת דחף אחת של חיסון חדש כדי להיות מוגנים לא רק מהזן החדש אלא גם זנים אחרים שעשויים להיות עדיין במחזור .

אם Omicron יופיע כזן הדומיננטי על פני דלתא, אז אלה שאינם מחוסנים יצטרכו לקבל רק 2-3 מנות של החיסון המעודכן. אם דלתא ואומיקרון שניהם במחזור, סביר להניח שאנשים יקבלו שילוב של החיסונים הנוכחיים והמעודכנים.

שינוי רצף ה-mRNA ישנה את חלבון הנוגדנים כך שיתאים יותר לגרסאות החדשות. (אלקוב/iStock דרך Getty Images)

3. כיצד מעדכנים מדענים חיסון?

כדי ליצור חיסון mRNA מעודכן, אתה צריך שני מרכיבים: הרצף הגנטי של חלבון הספייק מגרסה חדשה של דאגה ותבנית DNA שתשמש לבניית ה-mRNA.

ברוב האורגניזמים, ה-DNA מספק את ההוראות לייצור mRNA. מאז החוקרים כבר פרסם את הקוד הגנטי לחלבון ה-Omicron spike , כל מה שנותר לעשות הוא ליצור תבנית DNA עבור חלבון הספייק שישמש לייצור חלק ה-mRNA של חיסונים חדשים.

לשם כך, החוקרים מערבבים תבניות DNA עם אנזימים סינתטיים וארבעה אבני בניין מולקולריות שיוצרות mRNA - בקיצור G, A, U ו-C. לאחר מכן האנזימים בונים עותק mRNA של תבנית ה-DNA, תהליך הנקרא שעתוק.

באמצעות תהליך זה, לוקח דקות בלבד לייצר אצווה של ה-mRNA עבור חיסונים. לאחר מכן החוקרים ממקמים את תעתיקי ה-mRNA בפנים חלקיקי ננו שומניים המגנים על ההוראות עד שהם מועברים בבטחה לתאים בזרוע שלך.

4. כמה זמן עד שחיסון חדש עשוי להיות מוכן?

לוקח רק שלושה ימים ליצור את תבנית ה-DNA הדרושה לייצור חיסון mRNA חדש. לאחר מכן ייקח בערך שבוע לייצר מינונים מספיקים של חיסון ה-mRNA לבדיקה במעבדה ועוד שישה שבועות לבצע את הבדיקות הפרה-קליניות על תאים אנושיים במבחנות כדי לוודא שחיסון חדש עובד כמו שצריך.

כך תוך 52 ימים , מדענים יכולים לקבל חיסון mRNA מעודכן מוכן להתחבר לתהליך הייצור ולהתחיל לייצר מנות לאדם ניסוי קליני . סביר להניח שהניסוי הזה ידרוש לפחות עוד כמה שבועות, בסך הכל כ-100 ימים כדי לעדכן ולבדוק חיסון חדש.

בזמן שהניסוי הזה נמשך, יצרנים יכולים להתחיל להחליף את התהליך הנוכחי שלהם לייצור חיסון חדש. באופן אידיאלי, לאחר השלמת הניסוי הקליני - ואם החיסון יאושר או יאושר - חברה יכולה להתחיל מיד להפיץ מנות של חיסון חדש.

5. האם חיסון מעודכן צריך מלא ניסויים קליניים ?

כרגע לא ברור כמה נתונים קליניים יידרש כדי לקבל אישור או אישור של ה-FDA לחיסון מעודכן ל-COVID-19. עם זאת, כל המרכיבים יהיו זהים בחיסון חדש.

ההבדל היחיד יהיה כמה שורות של קוד גנטי שישנו במעט את צורת החלבון הספייק. מנקודת מבט בטיחותית, חיסון מעודכן זהה במהותו לחיסונים שכבר נבדקו. בגלל קווי הדמיון הללו, ייתכן שבדיקות קליניות לא יצטרכו להיות נרחבות כמו מה שנדרש עבור חיסוני הדור הראשון של COVID-19.

לכל הפחות, ניסויים קליניים עבור חיסונים מעודכנים ידרשו ככל הנראה בדיקות בטיחות ואישור כי חיסון מעודכן גורם לרמות נוגדנים בדומה לתגובה של החיסון המקורי נגד הזנים המקוריים, בטא ודלתא. אם אלו הן הדרישות היחידות, אז החוקרים ירשמו רק מאות - לא עשרות אלפי - אנשים כדי להשיג את הנתונים הקליניים הדרושים.

דבר אחד שחשוב לציין הוא שאם יצרני חיסונים יחליטו לעדכן את החיסונים שלהם לגרסה של Omicron, זו לא תהיה הפעם הראשונה שלהם לבצע שינוי מסוג זה.

גרסה קודמת, B.1.351, הופיעה באוקטובר 2020 והייתה עמידים מספיק לחיסונים שהיו אז כדי להצדיק עדכון שלהם . היצרנים הגיבו במהירות לאיום הפוטנציאלי על ידי פיתוח חיסון mRNA מעודכן שיתאים לגרסה זו וביצעו ניסויים קליניים לבדוק את החיסון החדש .

למרבה המזל, גרסה זו לא הפכה לגרסה הדומיננטית. אבל אם כן, יצרני חיסונים היה מוכן להפעיל חיסון מעודכן .

אם יתברר שאומיקרון - או כל גרסה עתידית, לצורך העניין - מחייבת חיסון חדש, החברות כבר השלימו את החזרות השמלה ומוכנות לעמוד באתגר.

דבורה פולר , פרופסור למיקרוביולוגיה, בית הספר לרפואה, אוניברסיטת וושינגטון .

מאמר זה פורסם מחדש מ השיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.