تكنولوجيا اللقاحات المعتمدة على DNA وRNA قيد التطوير بالفعل منذ نحو ثلاثين عاما، وتصادف أنها أصبحت جاهزة للمساعدة في تطوير لقاح لكورونا، لكن إمكاناتها أعلى بكثير، كما يقول باحث بريطاني
أجرى موقع Conversation مقابلة مع ديبرا فولر، أستاذة علم الأحياء الدقيقة بكلية الطب بجامعة واشنطن والمؤسس المشارك لشركة Orlance، وهي شركة للتكنولوجيا الحيوية تعمل على تطوير تكنولوجيا لتوصيل لقاحات الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) بدون حقن.
أنجح لقاحين لفيروس كورونا تم تطويرهما في الولايات المتحدة الأمريكية - لقاحا فايزر وموديرنا - هما لقاحات mRNA. لقد فتحت فكرة استخدام المادة الوراثية لإنتاج استجابة مناعية، عالما من الأبحاث والاستخدامات الطبية المحتملة التي لا يمكن للقاحات التقليدية أن تقترب منها. ديبورا فولر هي عالمة الأحياء الدقيقة في جامعة واشنطن، وتقوم بالبحث في اللقاحات الجينية منذ أكثر من 20 عامًا. تحدثنا معها عن مستقبل لقاحات mRNA في برنامج المحادثة الأسبوعية.
منذ متى تم تطوير اللقاحات الجينية؟
هذا النوع من اللقاحات قيد التطوير منذ حوالي 30 عامًا. تعتمد لقاحات الحمض النووي على فكرة أن الحمض النووي يصنع الحمض النووي الريبي (RNA) ثم يقوم الحمض النووي الريبي (RNA) بتصنيع البروتينات. بالنسبة لأي بروتين معين، بمجرد أن نعرف التسلسل الجيني، أي الكود، يمكننا تصميم جزيء mRNA أو DNA الذي يجعل خلايا الشخص تبدأ في القيام بذلك.
عندما فكرنا لأول مرة في فكرة وضع الشفرة الوراثية في خلايا شخص ما، قمنا بدراسة كل من الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). لم تعمل لقاحات mRNA بشكل جيد في البداية. لقد كانت غير مستقرة وتسببت في ردود فعل مضادة قوية لم تكن بالضرورة مرغوبة. لفترة طويلة جدًا، كانت الأفضلية هي لقاحات الحمض النووي، وتم إجراء التجارب السريرية الأولى باستخدام لقاح الحمض النووي.
ولكن منذ حوالي سبع أو ثماني سنوات، بدأت لقاحات mRNA في الظهور. وقد حل الباحثون العديد من المشاكل - وخاصة عدم الاستقرار - واكتشفوا تقنيات جديدة لتوصيل الحمض النووي الريبي المرسال إلى الخلايا وطرق تغيير تسلسل الترميز لجعل اللقاحات أكثر أمانًا للاستخدام على البشر.
بمجرد حل هذه المشكلات، أصبح لدى التكنولوجيا القدرة على أن تصبح أداة ثورية في الطب. حدث هذا بالضبط عندما تفشى وباء كورونا.
ما الذي يجعل اللقاحات المعتمدة على الحمض النووي مختلفة عن اللقاحات التقليدية؟
معظم اللقاحات تجعل الجسم ينتج أجسامًا مضادة. الأجسام المضادة هي آلية المناعة الرئيسية التي تمنع العدوى. عندما بدأنا البحث عن اللقاحات المعتمدة على الحمض النووي، اكتشفنا أنه نظرًا لأن هذه اللقاحات تم التعبير عنها داخل خلايانا، فقد كانت أيضًا فعالة جدًا في تحفيز استجابة الخلايا التائية. وقد أثار هذا الاكتشاف المزيد من التفكير حول كيفية استخدام الباحثين للحمض النووي. لا تقتصر اللقاحات القائمة على الأمراض المعدية فحسب، بل تشمل أيضًا العلاج المناعي لعلاج السرطان والأمراض المعدية المزمنة - مثل الإيدز والتهاب الكبد الوبائي والهربس - بالإضافة إلى اضطرابات المناعة الذاتية وحتى العلاجات الجينية.
القضاء على مرض الإيدز والخلايا السرطانية
كيف يمكن للقاح علاج السرطان أو الأمراض المعدية المزمنة؟
تعد استجابات الخلايا التائية مهمة جدًا لتحديد الخلايا المصابة بالأمراض المزمنة والخلايا السرطانية غير الطبيعية. كما أنها تلعب دوراً كبيراً في القضاء على هذه الخلايا في الجسم.
عندما تصبح الخلية سرطانية، فإنها تبدأ بإنتاج المستضدات المستحدثة، وهي بروتينات تظهر على الخلايا التالفة التي أصيبت بفيروس أو تحورت، وفي الحالات الطبيعية يتعرف جهاز المناعة على هذه المستضدات المستحدثة، ويدرك أن هناك خطأ ما في الخلية، ويقتله. ويعود سبب تفشي مرض السرطان لدى بعض الأشخاص إلى عدم قدرة جهاز المناعة لديهم على التعرف على الخلايا السرطانية، وبالتالي تتكاثر الخلايا دون عوائق.
في لقاح mRNA أو DNA، الهدف هو تحسين قدرة الجسم على التعرف على المستضدات الجديدة المحددة جدًا التي تنتجها الخلية السرطانية. إذا تمكن الجهاز المناعي من التعرف عليها ورؤيتها بشكل أفضل، فسوف يهاجم الخلايا السرطانية ويزيلها من الجسم.
ويمكن تطبيق نفس الاستراتيجية للقضاء على الالتهابات المزمنة مثل فيروس نقص المناعة البشرية والتهاب الكبد الوبائي (ب) والهربس. تصيب هذه الفيروسات الإنسان وتبقى في الجسم إلى الأبد، ما لم يتمكن الجهاز المناعي من القضاء عليها. على غرار الطريقة التي يمكن بها للقاحات الحمض النووي تدريب الجهاز المناعي للقضاء على الخلايا السرطانية، يمكن استخدامها لتدريب خلايانا المناعية على التعرف على الخلايا المصابة في الحالات المزمنة والقضاء عليها.
ما هو وضع هذه اللقاحات؟
أجريت بعض التجارب السريرية الأولى للقاحات الحمض النووي في التسعينيات في محاولة لتحسين علاج السرطان، وخاصة سرطان الجلد.
حاليًا، هناك العديد من التجارب السريرية الجارية على mRNA لعلاج سرطان الجلد، وسرطان البروستاتا، وسرطان المبيض، وسرطان الثدي، وسرطان الدم، والورم الأرومي الدبقي، وغيرها، وكانت هناك بعض النتائج الواعدة. أعلنت شركة Moderna مؤخرًا عن نتائج واعدة في تجربة المرحلة الأولى لعلاج mRNA في الأورام الصلبة وسرطان الغدد الليمفاوية.
وبالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من التجارب الجارية لاختبار لقاحات الحمض النووي ضد السرطان، لأن لقاحات الحمض النووي فعالة بشكل خاص في تعبئة استجابات الخلايا التائية. ومؤخراً أظهرت شركة تدعى إينوفيو تأثيراً كبيراً على سرطان عنق الرحم الناجم عن فيروس الورم الحليمي لدى النساء اللاتي يستخدمن لقاح الحمض النووي.
علاج اضطرابات المناعة الذاتية والعلاج الجيني
هل يمكن لقاحات الحمض النووي علاج اضطرابات المناعة الذاتية؟
تحدث اضطرابات المناعة الذاتية عندما تهاجم الخلايا المناعية للشخص جزءًا من جسم الشخص. مثال على ذلك هو التصلب المتعدد. في مرضى التصلب المتعدد، تهاجم الخلايا المناعية مادة تسمى المايلين، وهو البروتين الذي يغطي الخلايا العصبية في العضلات.
إن طريقة القضاء على اضطراب المناعة الذاتية هي تنظيم الخلايا المناعية لمنعها من مهاجمة بروتينات الجسم. على عكس اللقاحات، التي تهدف إلى تحفيز جهاز المناعة للتعرف بشكل أفضل على شيء ما، فإن علاج أمراض المناعة الذاتية يسعى إلى قمع جهاز المناعة بحيث يتوقف عن مهاجمة شيء لا يحتاج إليه. في الآونة الأخيرة، ابتكر الباحثون لقاح mRNA الذي يشفر بروتين المايلين بتعليمات وراثية مختلفة قليلاً لمنعه من إثارة الاستجابات المناعية. وبدلاً من تنشيط الخلايا التائية الطبيعية التي تزيد من الاستجابات المناعية، دفع اللقاح الجسم إلى إنتاج خلايا تائية تنظيمية تقضي فقط على الخلايا التائية التي تهاجم المايلين.
هل هناك تطبيقات أخرى لتقنية اللقاحات الجديدة؟
تنفذ التطبيقات التي هي في مرحلة متقدمة أول ما فكر فيه الباحثون حول استخدام لقاحات DNA وmRNA: العلاج الجيني. يولد بعض الأشخاص وهم يفتقرون إلى جينات معينة، والهدف من العلاج الجيني هو تزويد الخلايا بالتعليمات المفقودة التي تحتاجها لإنتاج بروتين مهم.
وخير مثال على ذلك هو التليف الكيسي، وهو مرض وراثي تسببه طفرات في جين واحد. وباستخدام لقاح DNA أو mRNA، يبحث الباحثون في جدوى استبدال الجين المفقود والسماح للجسم بإنتاج البروتين المفقود بشكل مؤقت. وبمجرد تطور البروتين في الجسم، قد تختفي الأعراض، على الأقل مؤقتًا. لن يبقى mRNA لفترة طويلة في جسم الإنسان، ولن يندمج في جينومات الإنسان أو يغير الجينوم بأي شكل من الأشكال، لذلك ستكون هناك حاجة إلى جرعات إضافية عندما يزول التأثير.
وقد أظهرت الدراسات أن هذا العمل الفذ ممكن، ولكن لا يزال هناك حاجة إلى بعض العمل.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
