Vaccin tegen het toekomstige coronavirus | KW Nu (Keukenmaker Waterloo)

Vaccin tegen het toekomstige corona virus

Kunnen we een universeel vaccin tegen het Corona-virus bedenken om ons in de toekomst te beschermen tegen epidemieën?

We hebben geprobeerd dit te doen voor verkoudheid en griep. Kunnen we een universeel coronavirusvaccin maken om ons te beschermen tegen toekomstige pandemieën?

Je herinnert je misschien dat je de derde wet van Newton op school hebt geleerd. Het stelt dat er voor elke actie een gelijke en tegengestelde reactie is. Het klassieke voorbeeld is om een ​​raket naar voren te duwen door gassen naar achteren uit te stoten. Op een onzinnige manier kunnen we deze wet toepassen op de COVID-19-pandemie: het virus doet een zet, wij doen een tegenbeweging. Met de opkomst van belangrijke mutaties in het virus die een nieuwe variant creëren die de andere overtreft, beginnen wetenschappers te werken aan een nieuw vaccin dat een betere tegenbeweging zou kunnen zijn voor deze nieuwe variant. In feite maken biotechbedrijven momenteel een vaccin dat speciaal voor Omicron is ontworpen. Maar tegen de tijd dat ze klaar is, zou het dan niet te laat zijn? Zouden we niet, laten we zeggen, een Sigma-specifiek vaccin nodig hebben?

Wat als we de laatste stap zetten waartegen geen tegenbeweging bestaat?

Wat als we een universeel vaccin voor het Corona-virus zouden maken? “Eén vaccin regeert ze allemaal”, zoals Wetenschappelijke Amerikaan zet het.

Het biedt bescherming tegen elke variant van SARS-CoV-2 (het virus dat verantwoordelijk is voor COVID-19), evenals de virussen die SARS en MERS veroorzaken, en de coronavirussen die ons verkoudheid bezorgen. Het zal fungeren als verzekering tegen elk toekomstig vleermuisvirus dat zijn weg naar de mens vindt. Dit hypothetische coronavirus, zwanger van pandemiepotentieel, zou snel worden afgestoten door ons immuunsysteem, dat is getraind om het “coronavirus” te herkennen.

Is het een valse droom? Kan.

Genetisch gemodificeerde muizen en lolly’s

Het idee van een universeel vaccin tegen een respiratoir virus is niet nieuw. Het is al eerder geprobeerd, en hoewel directe vergelijkingen vol gevaren zijn, onthullen deze voorbeelden de uitdagingen die voor ons liggen.

Wetenschappers hebben geprobeerd een universeel vaccin tegen verkoudheid te ontwerpen, en dat is niet eenvoudig. daar Meer dan 200 unieke virussen Dat geeft ons symptomen die we ‘de gewone verkoudheid’ zijn gaan noemen, dus een universeel vaccin zou de immuniteit moeten stimuleren tegen een hele reeks verschillende virussen die vrij gemakkelijk kunnen muteren. Je zou misschien niet denken dat het elimineren van iets dat zo mild is als verkoudheid de moeite waard is, maar De verkoudheid kan chronische luchtwegaandoeningen verergeren zoals astma en COPD tot het punt waarop ziekenhuisopname noodzakelijk is, om nog maar te zwijgen van de economische kosten van het personeel dat contact opneemt met patiënten met een verkoudheid. Volwassenen krijgen gemiddeld Van twee tot vijf verwondingen per jaar; Voor kinderen loopt het aantal op tot 10. Een universeel vaccin tegen verkoudheid zal nuttig zijn.

Eind jaren zestig en begin jaren zeventig waren er klinische proeven aan de gang voor een vaccin tegen een specifiek type verkoudheidsvirus, maar ze werkten niet goed. Een vaccin, gericht op tien verschillende verkoudheidsvirussen, werd vervolgens getest, ook voor Milkweather, en het onderzoek naar deze vaccins is in wezen al meer dan 20 jaar opgedroogd.

Het belangrijkste probleem was het ontbreken van een klein diermodel. Rhinovirussen zijn verantwoordelijk voor ongeveer 160 van de 200 virussen die mensen met verkoudheid infecteren. Muizen vangen deze rhinovirussen niet, waardoor ze een probleem vormen voor de pijplijn van vaccintests. Onze laatste ontwikkeling van genetisch gemodificeerde muizen loste dit probleem op. Wetenschappers kunnen nu een gen toevoegen aan het muizengenoom: het gen dat codeert voor de menselijke celreceptor die rhinovirussen gebruiken om onze cellen binnen te dringen en ons ziek te maken. Dit heeft geleid tot een hernieuwde belangstelling voor koude vaccins en biotechnologiebedrijven zoals: Pfizer en Moderna proberen nu een universeel verkoudheidsvaccin te ontwikkelen.

Dan is er de griep.

De geschiedenis van griepvaccins bijna een eeuw. Een monovalent vaccin is een vaccin dat is ontworpen om te beschermen tegen een enkele stam van een kiem, zoals een virus. Het eerste monovalente griepvaccin werd uitgebracht in 1934, gevolgd door een bivalent (tweestammen) vaccin dat in 1945 in de VS werd goedgekeurd. Toen kwam het eerste trivalente griepvaccin in 1977 en in 2013 zagen we het eerste quadrivalente griepvaccin. De vier griepstammen die zijn geselecteerd voor het jaarlijkse quadrivalente vaccin zijn het resultaat van internationale monitoring door de Wereldgezondheidsorganisatie om te voorspellen welke virusstammen waarschijnlijk het grootste probleem zullen veroorzaken in het komende griepseizoen. Dit is meestal een weloverwogen gok en het resulterende vaccin is prima, maar er is ruimte voor verbetering. De effectiviteit van het griepvaccin is het percentage gevallen van griep dat het voorkomt. De effectiviteit van het griepvaccin, volgens Amerikaanse gegevens, varieerde tussen 10% (seizoen 2004-05) en 60% (seizoen 2010-2011). Beter dan niets, gezien de schade die de griep kan veroorzaken, maar toch teleurstellend. Een effectief griepvaccin zou welkom zijn.

Maar hoe train je je immuunsysteem om elke versie van het griepvirus te herkennen, een klein insect dat bekend staat om zijn vormveranderende vermogen? Wat stop je in die spuit? Wanneer we griep krijgen, is het grootste deel van onze immuunrespons gericht op een docking-eiwit op het oppervlak van de griep dat hemagglutinine (kortweg HA) wordt genoemd. Het is een bal die op een dunne stok wordt gedragen en communiceert met onze cellen, zoals een lolly die onze lippen aanraakt en de mond opent om dit heerlijke dessert binnen te verwelkomen. Het probleem is dat deze harde snoepbal in vele smaken verkrijgbaar is. Een universeel griepvaccin kan ze niet allemaal verklaren. Maar de stick verandert niet veel, dus veel onderzoekers hebben hun inspanningen erop gericht Een ‘stick’-vaccin maken (Een veel moeilijker proces dan deze simplistische analogie toegeeft.) Anderen hebben ontdekt dat hoewel de snoepbal verkrijgbaar is in meerdere smaken, er delen zijn die vergelijkbaar zijn tussen lolly’s. Deze geconserveerde gebieden kunnen worden omgezet in vaccins.

Er zijn echte uitdagingen om een ​​”one-size-fits-all” griepvaccin op de markt te brengen: kleine proefdiermodellen leven niet lang genoeg om de universaliteit van het vaccin en infectie na infectie te testen; Grotere en langer levende dieren, zoals varkens, zijn groot van formaat en vergen veel middelen; Een ethisch raadsel houdt menselijke vrijwilligers jarenlang in een klinische proef om een ​​universeel griepvaccin na een seizoen te testen en het achterhouden van reeds goedgekeurde quadrivalente vaccins die hen uit het ziekenhuis zouden kunnen houden.

Maar de technologische innovaties die zijn gebruikt om een ​​universeel griepvaccin te ontwikkelen, worden ook gebruikt om een ​​meer urgente crisis op te lossen: het beëindigen van de COVID-19-pandemie.

Komt er een einde aan onze inspanningen?

“Eén coronavirusvaccin om ze allemaal onder controle te houden” wordt vaak een pan-coronavirusvaccin genoemd, van het Griekse voorvoegsel “pan” dat “allemaal” betekent. In deze context is de betekenis van “pan” echter zeer flexibel. Wat bedoelen we als we zeggen: “Alle coronavirussen?”

U herinnert zich misschien de Latijnse classificatie van soorten in de biologie: we verstandig mandit betekent dat ons geslacht afslaan En ons type is verstandig man. Hoewel niet algemeen wordt aangenomen dat virussen overleven, worden ze ingedeeld in een soortgelijk type stamboom. Als we bijvoorbeeld zoeken naar SARS-CoV-2 en zijn vele varianten, dan behoort het tot een subgenus van Sarpicvirussen, samen met het virus dat SARS in 2002 veroorzaakte. Het virus dat MERS veroorzaakte, een andere epidemie van een viruscoronavirus, is aanwezig in een ander subgenus, maar elk van deze subgenomen is geclassificeerd onder het geslacht betacoronavirus. Alfa-, bèta-, gamma- en deltacoronavirussen behoren tot de familie orthocoronavirinae, die zelf lid is van de familie coraviridae. Dus als we het hebben over een universeel coronavirusvaccin, moeten we bepalen hoe ver we willen gaan bovenaan de lijst.

Een meer beperkende strategie is om een ​​anti-variant SARS-CoV-2-vaccin na te streven, een methode om ons immuunsysteem te trainen om SARS-CoV-2 te herkennen in al zijn huidige en toekomstige incarnaties, van de oorspronkelijke stam tot een hypothetische omega en daarbuiten . Het uiteindelijke doel is om een ​​uitgebreid Sarpical Virus-vaccin te maken, waarin alle Sarpic-virussen (inclusief SARS-CoV-2 en SARS-CoV-1) de ACE2-receptoren op het oppervlak van onze cellen gebruiken om binnen te komen. SARS-overlevenden die het COVID-19-vaccin van Pfizer ontvingen, produceerden heel speciale antistoffen Het kan zowel pandemische coronavirussen als coronavirussen die worden aangetroffen in vleermuizen en schubdieren neutraliseren, wat betekent dat deze gewenste kruisreactie haalbaar is. Maar voor sommige onderzoekers is dit niet genoeg. Ze willen een universeel betacoron-virusvaccin, dat zou zorgen voor Sarpicvirussen, Mers en al het andere onder dat geslacht.

De nieuwste technologie wordt gebruikt om deze vaccins te maken. Een benadering is het gebruik van nanodeeltjes. Dit is niet nieuw. Het door Novavax goedgekeurde COVID-19-vaccin maakt bijvoorbeeld gebruik van nanodeeltjes: de stekelige eiwitten worden gemaakt in mottencellen Dan plakt het aan kleine, zeepachtige deeltjes. Het eindresultaat is een bal bezaaid met een kopie van het stekelige SARS-CoV-2-eiwit dat ons immuunsysteem als vreemd kan herkennen en aanvallen. Voor een universeel vaccin voor coronavirus is de groep van het Walter Reed Military Research Institute: Ferritine gebruiken als nanodeeltjes. Ferritine is een eiwit dat organismen maken om ijzer op te slaan, en het lijkt net zo goed te werken als een kleine pil, bijvoorbeeld een specifiek onderdeel van het coronavirus-spike-eiwit, waarvan wordt gedacht dat het een brede immuunrespons veroorzaakt die andere coronavirussen kan herkennen, zit vast. Het was echter moeilijk om een ​​deel van het spike-eiwit te vinden om te koppelen aan het type ferritine: de onderzoeksgroep moest proberen Meer dan 200 combinaties. Maar ze hebben nu een samenstelling die veel potentie heeft, in combinatie met krachtige adjuvantia – stoffen die als onderdeel van een vaccin een immuunreactie helpen uitlokken.

Een andere strategie is die welke wordt gebruikt bij de ontwikkeling van een universeel griepvaccin: het creëren van een illusie. In de Griekse mythologie was de hersenschim een ​​hybride beest dat bestond uit delen van verschillende dieren. Evenzo kunnen wetenschappers met behulp van biotechnologie chimere moleculen maken. Experimentele griepvaccins Het kan worden gemaakt met een lollystokje van de huidige seizoensgriep, en gegarneerd met een lollykop die behoort tot de exotische vogelgriep, in een poging om het immuunsysteem de stok meer te laten opmerken en een bredere wereldwijde reactie op te roepen. Voor corona-virussen wordt dit dummy-ontwerp gebruikt De vorming van hybride moleculen Het bevat aangehechte plakjes spike-eiwit van veel verschillende coronavirussen.

Ten slotte is er het mozaïek. Terwijl een chimeer eiwit bestaat uit verschillende delen die aan elkaar zijn gefuseerd, geeft mozaïekisme aan dat meerdere eiwitten eenvoudigweg tegelijkertijd aanwezig zijn. De nanodeeltjes zouden, in plaats van drie kopieën van exact hetzelfde eiwit, drie stekelige eiwitten van drie verschillende virions kunnen vertonen. Een Zuid-Koreaans bedrijf genaamd SK bioscience heeft een coronavirusvaccin ontwikkeld dat is gerapporteerd als: Een van de dichtst geëvalueerd voor mensen. Ondertussen ondergaat het hierboven genoemde Walter Reed-vaccin al een kleine veiligheidsproef op menselijke vrijwilligers, waarvan de resultaten binnenkort bekend moeten zijn. Natuurlijk, zelfs als deze gok loont, worden versterkingen niet uitgesloten. Hoewel we hopen op een brede bescherming van het immuunsysteem, weten we niet hoe lang het zal duren.

De race is gaande om vaccins te vinden tegen grootschalige preventieve varianten van het coronavirus. De National Institutes of Health verstrekten $ 43 miljoen aan vier academische teams om deze puzzel op te lossen, terwijl de Coalition for Epidemic Preparedness Innovations $ 135-200 miljoen investeerde (volgens werkgelegenheid Bron) bij zeven kleinere biotechbedrijven.

Maar het is gemakkelijk om als mensen afgeleid te worden. Technologische hindernissen voor de ontwikkeling van veilige en effectieve wereldwijde coronavirusvaccins vereisen tijd en een gestage geldstroom om ze te overwinnen. Zullen we deze inspanningen blijven financieren? Of verliezen we onze focus en vallen we terug in passiviteit voordat een nieuw virus ons achterlaat en ons dwingt te reageren?

Bericht om mee naar huis te nemen:
Er worden vaccins ontwikkeld die ons in theorie zouden kunnen beschermen tegen veel coronavirussen tegelijk, inclusief elk toekomstig type COVID-19.
Er worden verschillende strategieën gebruikt om deze vaccins te ontwerpen, waaronder het gebruik van kleine deeltjes die bekend staan ​​als nanodeeltjes die de stukjes en beetjes kunnen vertonen die gemeenschappelijk zijn voor coronavirussen, verschillende spike-eiwitten van veel coronavirussen, of zelfs segmenten van spike-eiwitten die samen zijn samengesteld als chimere eiwitten
Universele verkoudheids- en griepvaccins zijn al eerder uitgeprobeerd en worden nog steeds getest, maar er blijven belangrijke uitdagingen, zoals het vinden van beschermde gebieden voor al deze virussen en het verkrijgen van duurzame financiering.