Mucosal vaccine-elicited IgA is protective against zoonotic Betacoronavirus challenge
تُظهر هذه الدراسة أن لقاح تعزيزي عبر الأنف، يستخدم بروتين سبايك توافقي اصطناعي (SarbConS) يتم إيصاله عبر جسيمات فيريتين نانوية ومادة مساعدة محددة، يستحث استجابات مناعية من نوع IgA مخاطية مستدامة وعابرة للحماية، وهي ضرورية للدفاع ضد مختلف فيروسات بيتا كورونا حيوانية المنشأ، بما في ذلك سارس-كوف-2 (SARS-CoV-2) وميرس-كوف (MERS-CoV).
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
معظم اللقاحات ضد الفيروسات التنفسية، مثل الحقن المعطاة للإنفلونزا أو فيروس كورونا الذي تسبب في الجائحة العالمية الأخيرة، تُحقن في العضل. هذه الطريقة ممتازة لتدريب الجهاز المناعي للجسم على التعرف على الفيروس وإنتاج أجسام مضادة تنتقل عبر مجرى الدم لمحاربة العدوى. ومع ذلك، فإن هذه الحقن العضلية لها قصور: فهي لا تخلق بشكل موثوق دفاعاً قوياً في المكان الذي يدخل منه الفيروس إلى الجسم لأول مرة—وهو بطانة الأنف والرئتين. هذه البطانة، المعروفة باسم المخاطية، هي الباب الأمامي للفيروسات التنفسية. ولإيقاف الفيروس قبل أن يتمكن من الاستقرار، يحتاج الجهاز المناعي إلى نوع محدد من الأجسام المضادة يسمى (IgA) مباشرة عند ذلك الباب. وبينما يطور بعض الأشخاص الذين تعافوا من عدوى طبيعية هذا الدفاع المحلي، فإن لقاحات العضلات القياسية غالباً ما تفشل في توليده باستمرار أو لفترة طويلة. وهذا يترك فجوة في الحماية، مما يسمح للفيروس بالتكاثر في الأنف والانتشار إلى الآخرين حتى لو لم يصب الشخص بمرض شديد.
وضع فريق من الباحثين في كلية الطب بجامعة ييل وجامعة ديوك خطة لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم سد هذه الفجوة عن طريق تغيير طريقة تقديم اللقاح. فبدلاً من الاعتماد فقط على حقن العضل، اختبروا استراتيجية تتضمن إعطاء جرعة ثانية من اللقاح مباشرة في الأنف. أرادوا معرفة ما إذا كان هذا النهج يمكن أن يوقظ الجهاز المناعي في المجرى التنفسي، ويخلق إمداداً مستداماً من أجسام (IgA) المضادة الواقية، ويمنع مجموعة متنوعة من فيروسات كورونا الخطيرة من إصابة الرئتين. ركز عملهم على مزيج محدد من المكونات المصممة لتعمل معاً: نسخة اصطناعية من بروتين فيروسي مبنية على هيكل صغير ومستقر، ممزوجة بمادتين تعملان كإشارات للجهاز المناعي.
بدأ الباحثون بالعمل على فئران تم تطعيمها بالفعل بلقاح قياسي حُقن في العضل لفيروس (SARS-CoV-2) الأصلي. ثم أعطوا هذه الحيوانات جرعة معززة مباشرة في الأنف. احتوت هذه الجرعة المعززة على بروتين اصطناعي مصمم ليبدو كمزيء من العديد من فيروسات (SARS) الشبيهة الموجودة في الطبيعة، ملتصقاً بجسيم نانوي من "الفيريتين". الفيريتين هو بروتين يشكل طبيعياً كرة مجوفة، وفي هذه الحالة، استُخدم لعرض البروتين الفيروسي بطريقة يمكن للجهاز المناعي رؤيتها والتفاعل معها بسهولة. وللتأكد من أن هذه الجرعة الأنفية تعمل بفعالية، خلط العلماء المادة مع مادتين مساعدتين (adjuvants)، وهما مادتان تُضافان إلى اللقاحات لتعزيز الاستجابة المناعية. كانت إحداهما جزيئاً ينشط الخلايا الصارية (mast cells)، وهي نوع من الخلايا المناعية الموجودة في الأنف، والأخرى كانت إشارة قائمة على الحمض النووي (DNA) تطلق إنذاراً أوسع في دفاعات الجسم.
عندما تلقت الفئران هذه الجرعة المعززة الأنفية، كانت النتائج مذهلة. ففي غضون أسابيع، طورت الحيوانات مستويات عالية من أجسام (IgA) المضادة في ممراتها الأنفية ورئتيها. لم تختفِ هذه الأجسام المضادة بسرعة؛ بل ظلت عند مستويات واقية لعدة أشهر، بعد فترة طويلة من الجرعة المعززة الأولية. في المقابل، الفئران التي تلقت حقنة عضلية ثانية أو حقنة أنفية بدون المواد المساعدة الخاصة لم تطور هذه الدفاعات المحلية المستدامة. كما خلقت الجرعة المعززة الأنفية جيشاً قوياً من خلايا (B) الذاكرة، وهي الخلايا المسؤولة عن التخطيط طويل الأمد للجهاز المناعي، وتحديداً في العقد اللمفاوية التي تصرف المسالك الهوائية، وتكون هذه الخلايا جاهزة للتحرك فور عودة الفيروس.
جاء الاختبار الحقيقي عندما تحدى الباحثون الفئران بـفيروسات لم ترها من قبل. فقد عرضوا الحيوانات لنوعين مختلفين من فيروسات كورونا التي تنتقل من الحيوان إلى الإنسان: أحدهما موجود في الخفافيش والآخر في حيوان البانغولين. هذه الفيروسات مختلفة جينياً عن فيروس (SARS-CoV-2) الأصلي، مما يجعل من الصعب إيقافها باللقاحات القياسية. الفئران التي تلقت الجرعة المعزلة الأنفية مع المواد المساعدة الخاصة كانت محمية بشكل شبه كامل. لم يتمكن الفيروس من التكاثر في رئتيها أو ممراتها الأنفية. كانت الحماية فعالة للغاية لدرجة أنها منعت الفيروس من إحداث عدوى في الجهاز التنفسي العلوي، وهو المكان الذي يبدأ فيه انتقال الفيروس إلى الحيوانات الأخرى عادةً. كما اختبر الباحثون هذا النهج ضد فيروس (MERS-CoV)، وهو فيروس كورونا مختلف وفتّاك، ووجدوا أن الاستراتيجية الأنفية نفسها وفرت حماية قوية ضد ذلك الفيروس أيضاً.
ولإثبات أن أجسام (IgA) المضادة كانت هي المفتاح لهذه الحماية، كرر العلماء التجربة باستخدام فئران غير قادرة وراثياً على إنتاج (IgA). على الرغم من أن هذه الفئران تلقت نفس الجرعة المعززة الأنفية وطورت مناعة جهازية قوية، إلا أنها لم تملك أي حماية ضد التحدي الفيروسي. فقد تكاثر الفيروس بحرية في رئتيها وأنوفها، تماماً كما حدث في الحيوانات غير الملقحة. أكدت هذه النتيجة أن أجسام (IgA) المضادة المحلية المستدامة لم تكن مجرد عرض جانبي للقاح، بل كانت ضرورية لإيقاف العدوى. وبدونها، فشل اللقاح في حماية الجهاز التنفسي.
تشير الدراسة إلى أن الاستراتيجية الحالية التي تعتمد فقط على حقن العضل قد لا تكون كافية لوقف انتشار الفيروسات التنفسية شديدة العدوى. فمن خلال تقديم الجرعة المعززة مباشرة إلى موقع العدوى واستخدام المزيج الصحيح من المواد المساعدة، من الممكن تدريب الجسم على الحفاظ على درع دائم عند الباب الأمامي. وقد نجح هذا النهج ليس فقط لفيروس واحد، بل لمجموعة متنوعة من فيروسات كورونا، بما في ذلك تلك التي لم تصب البشر بعد. تقدم هذه النتائج مساراً واضحاً للمضي قدماً في تصميم لقاحات يمكنها منع انتقال العدوى وتوفال حماية طويلة الأمد ضد التفشيات المستقبلية، متجاوزة مجرد منع المرض الشديد لتصل إلى إيقاف الفيروس من التمكن من الاستقرار في المقام الأول.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.