مسابقه برای واکسن‌های ویروس کرونا

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه پیام نور، دانشکده علوم.

2 ریاست دانشگاه واستاد بیوشیمی

3 عضو هیات علمی، پژوهشگاه ملی مهندسی زنتیک و زیست فناوری

4 پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری

چکیده

ویروس کرونا توسط یکی از پروتئین‌های سطحی خود به گیرنده‌های سطح سلول‌های انسانی متصل می‌شود و پس از ورود به سلول‌های میزبان و همانندسازی RNA آن در داخل سلول میزبان؛ موجب برانگیختن پاسخ‌های ایمنی می‌شود. به طور خلاصه، یک واکسن که ممکن است ویروس ضعیف یا کشته شده باشد؛ سیستم ایمنی را جهت مبارزه با بیماری‌زای مهاجم آماده می‌کند. تاکنون تکنولوژی‌های مختلفی جهت تولید واکسن‌هایی علیه SARS-CoV-2 در سراسر توسعه یافته‌ است. از جمله‌ی این واکسن‌ها شامل: واکسن‌های اسیدنوکلئیکی، واکسن‌های بر پایه‌ی ناقل ویروسی و واکسن‌های پروتئینی هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The race for coronavirus vaccines

نویسندگان [English]

  • samaneh Mosalatpour 1
  • Reza Hajihosseini 2
  • ahdiM shamsara 3
  • Saeed Aminzadeh 4
1 Faculty of Science, Payame Noor University, Tehran, I.R. of Iran
2 Faculty of Science, Payame Noor University, Tehran, I.R. of Iran
3 Animal Biotechnology Department, Institute of Agricultural Biotechnology, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology (NIGEB), Tehran, I.R. of Iran
4 Bioprocess Engineering Group, Institute of Industrial and Environmental Biotechnology, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology (NIGEB), Tehran, I.R. of Iran
چکیده [English]

Coronavirus by one kind of its surface proteins (spike protein) locks onto the human cells surface receptors and after entering and replication of its RNA in the host cells causes immune responses. Briefly, a vaccine that may be weakened or inactivated virus, provokes the immune system to be ready to fight an invasive pathogen. So far, various technologies have been applied to develop vaccines against SARS-CoV-2 all over the world. Such vaccines including “Nucleic acid vaccines”, “Viral-vector vaccines” and protein-based vaccines”.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coronavirus
  • Vaccine
  • race

مسابقه برای واکسن‌های ویروس کرونا

سمانه مسلط‌پور1، رضا حاجی‌حسینی1، مهدی شمس‌آرا2 و سعید امین‌زاده3*

1 تهران، دانشگاه پیام نور، دانشکده علوم.

2 تهران، پژوهشکده زیست فناوری‌کشاورزی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، گروه دام و آبزیان.

3 تهران، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، پژوهشکده زیست فناوری صنعت و محیط زیست، گروه مهندسی زیست‌فرایند.

چکیده

ویروس کرونا توسط یکی از پروتئین‌های سطحی خود به گیرنده‌های سطح سلول‌های انسانی متصل می‌شود و پس از ورود به سلول‌های میزبان و همانندسازی RNA آن در داخل سلول میزبان؛ موجب برانگیختن پاسخ‌های ایمنی می‌شود. به طور خلاصه، یک واکسن که ممکن است ویروس ضعیف یا کشته شده باشد؛ سیستم ایمنی را جهت مبارزه با بیماری‌زای مهاجم آماده می‌کند. تاکنون تکنولوژی‌های مختلفی جهت تولید واکسن‌هایی علیه SARS-CoV-2 در سراسر توسعه یافته‌ است. از جمله‌ی این واکسن‌ها شامل: واکسن‌های اسیدنوکلئیکی، واکسن‌های بر پایه‌ی ناقل ویروسی و واکسن‌های پروتئینی هستند.

کلیدواژگان: کروناویروس، واکسن، مسابقه

* مترجم مسئول، پست الکترونیکی: [email protected]

 

بیش از 90 واکسن علیه SARS-CoV-2 توسط تیم‌های تحقیقاتی در شرکت‌ها و دانشگاه‌های سراسر جهان در حال توسعه است. محققین در حال آزمایش فناوری‌های مختلفی هستند که برخی از آن‌ها قبلاً در واکسن تأیید شده‌ای استفاده نشده است. حداقل شش گروه در کارآزمایی‌های ایمن، تزریق فرمولاسیون‌هایی را به داوطلبان آغاز کرده‌اند؛ عده‌ای دیگر نیز آزمایش روی

حیوانات را شروع کرده‌اند. راهنمای تصویری Nature طراحی هر طرح واکسن را شرح می‌دهد.

مبانی واکسن: چگونه ایمنی را تقویت می‌کنیم

سیستم ایمنی سازش‌پذیر بدن می‌تواند یاد بگیرد که عوامل بیماری‌زای مهاجم جدید از قبیل ویروس کرونای SARS-CoV-2 را تشخیص دهد.

 

 

 

آرایه‌ای از واکسن‌ها

هدف همه واکسن‌ها قرار دادن بدن در معرض آنتی‌ژنی است که ایجاد بیماری نخواهد کرد اما موجب تحریک سیستم ایمنی می‌شود که می‌تواند در صورت آلودگی فرد، ویروس را غیرفعال و یا از بین ببرد. حداقل هشت نوع واکسن علیه ویروس کرونا وجود دارد که در حال آزمایش است. این واکسن‌ها بر اساس ویروس‌های‌ مختلف یا قسمت‌های مختلف ویروسی طراحی شده‌اند.

* سایر تلاش ها شامل آزمایش این است که آیا واکسن های موجود علیه ویروس فلج اطفال یا سل می توانند با ایجاد یک پاسخ ایمنی عمومی (به جای پاسخ ایمنی تطبیقی خاص) به مبارزه با SARSCoV2 کمک کنند و یا اینکه آیا سلول های ایمنی خاصی می توانند به منظور هدف قرار دادن ویروس از نظر ژنتیکی تغییر یابند (مربوط به نمودار صفحه بعد).

 

 

 

ویروس ضعیف شده

به طور معمول، ویروس زمانی که از سلول‌های حیوانی یا انسانی منتقل می‌شود دچار جهش شده و توانایی آن در ایجاد بیماری کاهش می‌یابد در این حالت از آن می‌توان به عنوان واکسن استفاده کرد. شرکت Codagenix در فارمینگدیل، نیویورک، در حال همکاری با "مؤسسه سرم‌ هند"، تولید کننده واکسن در پونا، است که با تغییر کد ژنتیکی، SARSCoV2 را تضعیف کند تا پروتئین های ویروسی با بازده کمتری تولید شوند.

ویروس غیرفعال شده

در این واکسن‌ها، ویروس با استفاده از مواد  شیمیایی مانند فرمالدئید یا گرما غیرعفونی می‌شود.  با این حال شروع ساخت این نوع واکسن‌ها نیازمند مقدار زیادی ویروس بیماری‌زا است

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

واکسن‌های اسیدنوکلئیکی

حداقل 20 تیم قصد استفاده از روش‌های ژنتیکی (DNA یا RNA) جهت تولید پروتئین ویروس کرونا که موجب پاسخ ایمنی می‌شود را دارند. اسید‌نوکلئیک وارد سلول‌های انسانی می‌شود و سپس مقادیر زیادی کپی پروتئین ویروس تولید می‌شود. اکثر این واکسن ها پروتئین "اسپایک" ویروس را رمزگذاری می‌کنند.

واکسن‌هایی که بر اساس DNA و RNA هستند ایمن بوده و توسعه‌ی آن‌ها آسان است: تولید آن‌ها تنها شامل ایجاد مواد ژنتیکی است نه خود ویروس. اما این نوع واکسن‌ها تأیید شده نیستند: واکسن‌های بدون تأییدیه از این تکنولوژی استفاده می‌کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 واکسن‌های بر پایه‌ی ناقل ویروسی

 حدود 25 گروه اظهار می‌کنند که بر روی واکسن‌های ویروسی کار می‌کنند.  یک ویروس مهندسی شده به طور ژنتیکی، مانند سرخک یا آدنوویروس تا بتواند پروتئین‌های ویروس کرونا را در بدن تولید کند. این ویروس‌ها ضعیف شده هستند بنابراین نمی‌توانند بیماری ایجاد کنندکه بر دو نوع‌اند: آنهایی که هنوز هم می ‌توانند در سلول‌ها تکثیر کنند و انواع دیگر که نمی‌توانند چون در آن‌ها ژن‌های کلیدی غیرفعال شده است.

 

واکسن‌های پروتئینی

بسیاری از محققان در صدد آن هستند که پروتئین‌های ویروس کرونا را مستقیماً به بدن تزریق کنند. قطعات پروتئین یا پوسته‌های پروتئینی که شبیه به پوشش خارجی ویروس کرونا هستند نیز می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند.

 

 

 

 

 

 

                    

 

 

 

 

ناقل ویروسی همانندساز (مانند سرخک ضعیف شده)

واکسن تازه تأییدشده‌ی ابولا نمونه‌ای از یک واکسن ناقل ویروسی است که درون سلول‌ها تکثیر می‌شود. چنین واکسن‌هایی ایمن بوده و پاسخ ایمنی قوی‌ای ایجاد می‌کنند. اگرچه ایمنی قبلی به ناقل می‌تواند اثر واکسن را کمرنگ کند

ناقل ویروسی غیرهمانندساز (مانند آدنوویروس)

     هیچ واکسن دارای تأییده‌ای از این روش استفاده نمی‌کند ، اما سابقه طولانی در ژن درمانی دارد. اما انواع بهبودیافته‌ی آن‌ها می‌توانند برای ایجاد ایمنی طولانی مدت مورد نیاز باشند. غول دارویی مستقر در ایالات متحده Johnson & Johnson  در حال کار بر روی این روش است.

ذرات ویروس مانند

پوسته‌های ویروسی خالی شبیه به ساختار ویروس کرونا هستند، اما به علت نداشتن مواد ژنتیکی بیماری‌زا نیستند. پنج تیم در حال کار بر روی واکسن‌های "ذرات شبیه به ویروس" (VLP) هستند، که می‌تواند پاسخ ایمنی قوی ایجاد کند، اما تولید آن دشوار است.

زیرواحدهای پروتئینی

بیست‌وهشتتیم در حال کار بر روی واکسن‌هایی با زیرواحدهای پروتئینی ویروس هستند،  بیشتر آنها بر روی پروتئین "اسپایک" ویروسی یا بخش کلیدی از آن با نام "دومین متصل شونده به گیرنده" متمرکز هستند. واکسن‌های مشابه علیه ویروسSARSاز میمون‌ها در برابر عفونت محافظت می‌کند اما در انسان‌ها آزمایش نشده است. عملاً، این واکسن‌ها ممکن است به ترکیبات کمکی( مولکول‌های تحریک‌کننده‌ی سیستم‌ایمنی همراه با واکسن) و همچنین دوزهای مختلف نیاز داشته باشند.

 

 

 

 

 

 

 

 این مقاله‌ ترجمه‌ای است از:

The race for coronavirus vaccines, Feature, By Ewen Callaway; design by Nik Spencer.

Springer Nature, VOL 580, July 2020 [1].

 Callaway, E., The race for coronavirus vaccines: a graphical guide. Nature, 2020. 580(7805): p. 576-577.