نجح الباحثون لأول مرة في العالم في تطوير لقاح ضد بكتيريا قاتلة، مما يفتح الباب أمام لقاحات mRNA أيضا ضد البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية
لأول مرة في العالم: قام فريق من الباحثين من جامعة تل أبيب والمعهد البيولوجي بتطوير لقاح يعتمد على mRNA فعال بنسبة 100% ضد البكتيريا القاتلة للإنسان. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تسليم لقاح قائم على mRNA باستخدام جزيئات دهنية نانوية يوفر حماية مناعية ضد البكتيريا القاتلة.
وأجريت الدراسة على نموذج حيواني وأظهرت أن جميع الحيوانات المعالجة باللقاح ظلت محمية ولم تتضرر من البكتيريا. ووفقا للباحثين، فإن التكنولوجيا الجديدة التي طوروها توفر بنية تحتية لتطوير لقاح سريع وفعال في حالة تفشي الأمراض التي تسببها البكتيريا، بما في ذلك البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.
قاد الدراسة الجديدة طالب الدكتوراه إيدو كون والبروفيسور دان بار، رئيس مختبر الطب النانوي الذي يشغل أيضًا منصب نائب الرئيس لأبحاث التنمية في جامعة تل أبيب، بالتعاون مع باحثين من معهد الأبحاث البيولوجية (ينون ليفي، أوري إيليا، إيمانويل ممرود وعوفر كوهين). يتم نشر نتائج البحث اليوم في المجلة المرموقة Science Advances.
"إن القدرة على الحماية ضد البكتيريا القاتلة على أساس جرعة لقاح واحدة فقط هي أداة مهمة للغاية في قدرتنا على الدفاع عن أنفسنا في المستقبل ضد الأوبئة القائمة على البكتيريا والتي تندلع بسرعة."
فعالة 100%
يوضح إيدو كون: "إن لقاحات mRNA، مثل اللقاحات التي تلقيناها ضد فيروس كورونا، فعالة ضد الفيروسات، ولكن ليس ضد البكتيريا. وبعيدًا عن فعالية اللقاحات، فإن الميزة الكبرى لهذه اللقاحات هي السرعة: فمنذ لحظة نشر التسلسل الجيني لفيروس SARS-CoV2 وحتى أول تجربة سريرية للقاح الذي وافقت عليه إدارة الغذاء والدواء، لم يمر سوى 63 يومًا. حتى الآن، كان التفسير هو أنه من المستحيل بيولوجيًا تطوير لقاحات mRNA ضد البكتيريا. لقد أثبتنا أنه من الممكن تطوير لقاح mRNA فعال بنسبة 100% ضد البكتيريا القاتلة".
ويوضح فريق الباحثين أن الفيروسات تعتمد على خلية خارجية ("مضيف") وتستخدم خلايا جسمنا كمصنع لإنتاج البروتينات بناء على تسلسلها الجيني من أجل التكاثر. فهي تصيب الخلية بجزيء RNA - mRNA - الذي يحتوي على تعليمات إنتاج بروتينات الفيروس. يستخدم الفيروس الخلية كمصنع لعمل نسخ من نفسه. وفي لقاح mRNA، يتم تصنيع هذا الجزيء وتغليفه في قشرة نانوية دهنية تشبه غشاء الخلية في جسم الإنسان. وهكذا، يلتصق الغلاف بالخلية، وتنتج الخلية بروتينات الفيروس ويتعلم الجهاز المناعي التعرف عليه والدفاع ضده في حالة التعرض للفيروس الفعلي.
ويضيف كون: "بما أن الفيروسات تنتج البروتينات داخل خلايانا، فإن البروتينات المترجمة من التسلسل الجيني للفيروس أو تسلسل mRNA الذي نقوم بتركيبه في المختبر، تخرج متشابهة. البكتيريا قصة أخرى. تنتج البكتيريا البروتينات لنفسها، فهي لا تحتاج إلينا. "بعد التطور المختلف للإنسان والبكتيريا، يمكن أن تكون البروتينات المنتجة في البكتيريا مختلفة عن البروتينات المنتجة في الخلايا البشرية، على الرغم من أنها يتم تصنيعها على أساس نفس التسلسل الجيني."
"حاول الباحثون تخليق البروتينات البكتيرية في الخلايا البشرية، لكن التعرض لها لم يخلق أجسامًا مضادة في الجسم، مما يعني عدم إنشاء أي تأثير مناعي. على الرغم من أن البروتين المنتج هو نفسه، حيث أن تعليمات إنتاجه هي نفسها، إلا أنه في عملية إفرازه الطبيعي من الخلية البشرية يخضع لتغيرات جوهرية، مثل إضافة السكريات. لقد طورنا طريقة خاصة لطردها من الخلية مع تجاوز بعض هذه المسارات، وشاهدنا استجابة مناعية كبيرة: تعرف الجسم على البروتينات على أنها بروتينات بكتيرية. وفي الوقت نفسه، أضفنا إلى البروتين البكتيري قسمًا من البروتين البشري يمنحه الاستقرار، بحيث لا يتحلل في الجسم بسرعة كبيرة. وقد أنتج هذان الاختراقان استجابة مناعية كاملة."
الاستعداد المسبق للطاعون البكتيري
ويختتم البروفيسور بار: بشكل عام، هناك العديد من البكتيريا المسببة للأمراض التي لا يوجد لقاح لها. في العقود الأخيرة، وبسبب الاستخدام غير المنضبط للمضادات الحيوية، بدأت العديد من البكتيريا في تطوير مقاومة للمضادات الحيوية، وبالتالي انخفضت فعالية أدوية المضادات الحيوية. إن تطوير لقاحات جديدة قد يجعل من الممكن التعامل مع هذه المشكلة العالمية. واليوم بالفعل، تشكل البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية خطرًا حقيقيًا. قمنا باختبار لقاح mRNA الذي طورناه على حيوانات أصيبت ببكتيريا قاتلة، وبعد أسبوع ماتت جميع الحيوانات التي لم تتلق اللقاح بينما ظلت جميع الحيوانات التي تم تطعيمها باللقاح الذي طورناه بصحة جيدة. بالإضافة إلى ذلك، رأينا في إحدى طرق التطعيم لدينا أن لقاح واحد فقط يوفر الحماية الكاملة للحيوانات المحصنة بعد أسبوعين فقط من التطعيم. إن القدرة على الحماية ضد البكتيريا القاتلة بناءً على جرعة لقاح واحدة فقط هي أداة مهمة جدًا في قدرتنا على الدفاع عن أنفسنا في المستقبل ضد الأوبئة القائمة على البكتيريا والتي تندلع بسرعة. ومن المهم أن نتذكر أن سبب تطوير لقاح كورونا بهذه السرعة هو أن اللقاح يعتمد على سنوات من البحث في تطوير لقاحات mRNA لفيروسات مماثلة. والدروس المستفادة هناك وفرت وقتا ثمينا. إذا انتشر وباء بكتيري صباح الغد، فإن بحثنا يحدد الطريق لتطوير لقاحات mRNA سريعة وآمنة وفعالة."
تم تمويل البحث بمساعدة المنح البحثية المقدمة من الاتحاد الأوروبي (ERC؛ خبير) ومن عائلة شيمونيس (للبروفيسور بار).
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
- كيف يمكن للقاحات mRNA وDNA أن تعالج قريبًا السرطان وفيروس نقص المناعة البشرية واضطرابات المناعة الذاتية والأمراض الوراثية
- فكرة لقاح مزدوج: إدخال بروتين كورونا في فيروس الحصبة المضعف
- ديناميكية ومتطورة وحساسة للبيئة: هذه هي الطريقة التي يقوم بها mRNA بصياغة تعليماته للريبوسوم
- جائزة وولف في الكيمياء لعام 2023 لثلاثة باحثين درسوا الحمض النووي الريبي (RNA).
