Γρίπη: Οι ερευνητές του Duke άνοιξαν μια νέα οδό στην επίθεση κατά των ιών της γρίπης δημιουργώντας ένα εμβόλιο που ενθαρρύνει το ανοσοποιητικό σύστημα να στοχεύσει ένα τμήμα της επιφάνειας του ιού που είναι λιγότερο μεταβλητό. Η προσέγγισή τους λειτούργησε καλά σε πειράματα με ποντίκια και κουνάβια και μπορεί να οδηγήσει σε ευρύτερα προστατευτικά εμβόλια κατά της γρίπης και λιγότερη εξάρτηση από ένα ετήσιο εμβόλιο προσαρμοσμένο στις εκδόσεις του ιού εκείνης της χρονιάς.
Ακόμη και με τα εμβόλια, η γρίπη σκοτώνει περίπου μισό εκατομμύριο ανθρώπους κάθε χρόνο σε όλον τον κόσμο. Αυτή η νέα προσέγγιση εμβολίου, που περιγράφηκε την 1η Μαΐου στο περιοδικό Science Translational Medicine, είναι μέρος μιας πενταετούς προσπάθειας για την ανάπτυξη ενός παγκόσμιου εμβολίου γρίπης με μεγαλύτερη διάρκεια που θα είναι σε θέση να ακυρώσει όλες τις εκδοχές του ιού. Τα στελέχη της γρίπης αναφέρονται με έναν κωδικό συντομογραφίας, για παράδειγμα H5N1, που περιγράφει ποιες γεύσεις δύο συγκεκριμένων επιφανειακών πρωτεϊνών φέρει. Το Η (μερικές φορές HA), είναι αιμοσυγκολλητίνη, μια πρωτεΐνη σε σχήμα γλειφιτζούρι που συνδέεται με έναν υποδοχέα σε ένα ανθρώπινο κύτταρο, το πρώτο βήμα προς την εισαγωγή του ιού μέσα στο κύτταρο. Το Ν είναι η νευραμινιδάση, μια δεύτερη πρωτεΐνη που επιτρέπει σε έναν νέο ιό να διαφύγει από το κύτταρο ξενιστή και να συνεχίσει να μολύνει άλλα κύτταρα. «Στο σωματίδιο του ιού, υπάρχει πέντε έως 10 φορές περισσότερη αιμοσυγκολλητίνη από τη νευραμινιδάση», δήλωσε ο Nicholas Heaton, Ph.D., αναπληρωτής καθηγητής μοριακής γενετικής και μικροβιολογίας στο Duke, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας.
“Εάν παίρναμε το αίμα σας για να δούμε εάν είναι πιθανό να προστατευθείτε από ένα στέλεχος γρίπης, θα μετρούσαμε τι κάνουν τα αντισώματά σας στην αιμοσυγκολλητίνη ως την καλύτερη μέτρηση για το τι είναι πιθανό να σας συμβεί. Οι ισχυρότεροι συσχετισμοί προστασίας έχουν να κάνουν με την κατευθυνόμενη από την αιμοσυγκολλητίνη ανοσία». Τα εμβόλια διδάσκουν το ανοσοποιητικό σύστημα να αντιδρά σε κομμάτια του ιού που έχουν προσαρμοστεί ειδικά στις εκδοχές της γρίπης που αναμένεται να είναι οι πιο απειλητικές την ερχόμενη περίοδο γρίπης. Ο λόγος που χρειαζόμαστε νέο εμβόλιο γρίπης κάθε φθινόπωρο δεν είναι επειδή το εμβόλιο φθείρεται. είναι επειδή ο ιός της γρίπης αλλάζει συνεχώς τις επιφανειακές πρωτεΐνες που στοχεύουν τα εμβόλια. Τα εμβόλια κατά της γρίπης – και το ανοσοποιητικό σύστημα – τείνουν να στοχεύουν το “κεφάλι” της αιμοσυγκολλητίνης που μοιάζει με βολβό και όχι το κοτσάνι. Αλλά και οι λεπτομέρειες αυτής της περιοχής του κεφαλιού αλλάζουν συνεχώς, δημιουργώντας μια κούρσα εξοπλισμών μεταξύ του σχεδιασμού του εμβολίου και των ιών. Το κοτσάνι, συγκριτικά, αλλάζει πολύ λιγότερο. «Μια σειρά από ομάδες έχουν περάσει και έχουν μεταλλάξει πειραματικά ολόκληρη την αιμοσυγκολλητίνη και ρώτησαν «ποιες περιοχές μπορούν να αλλάξουν και να επιτρέψουν ακόμα τη λειτουργία της αιμοσυγκολλητίνης» εξήγησε ο Heaton. «Και η απάντηση είναι ότι δεν μπορείς πραγματικά να αλλάξεις το κοτσάνι και να περιμένεις να συνεχίσει να λειτουργεί».
Έτσι, η ομάδα του Duke προσπάθησε να σχεδιάσει πρωτεΐνες που προκαλούν μια ανοσολογική απόκριση περισσότερο εστιασμένη στο κοτσάνι και όχι στο κεφάλι. “Ο ιός έχει εξελιχθεί ώστε το ανοσοποιητικό σύστημα να τα αναγνωρίζει αυτά (χαρακτηριστικά στην περιοχή του κεφαλιού). Αλλά αυτά είναι τα σχήματα που μπορεί να αλλάξει ο ιός. Αυτή είναι μια ύπουλη στρατηγική”, είπε ο Χίτον. Χρησιμοποιώντας γονιδιακή επεξεργασία, δημιούργησαν περισσότερες από 80.000 παραλλαγές της πρωτεΐνης αιμοσυγκολλητίνης με αλλαγές σε μία μερίδα ακριβώς στην κορυφή του τομέα της κεφαλής και στη συνέχεια δοκίμασαν ένα εμβόλιο γεμάτο με ένα μείγμα αυτών των παραλλαγών σε ποντίκια και κουνάβια. Λόγω της ευρείας ποικιλίας των διαμορφώσεων της κεφαλής που παρουσιάζονται στο ανοσοποιητικό σύστημα και της σχετικής συνοχής των μίσχων, αυτά τα εμβόλια παρήγαγαν περισσότερα αντισώματα στο τμήμα του μίσχου της αιμοσυγκολλητίνης ως απόκριση. «Η ευκαιρία για το ανοσοποιητικό σύστημα να δει αυτό (το τμήμα του κεφαλιού) ξανά και ξανά και ξανά όπως χρειάζεται, διακυβεύεται επειδή υπάρχει ποικιλομορφία εκεί», είπε ο Χίτον.
Σε εργαστηριακές δοκιμές και σε ζώα, το πειραματικό εμβόλιο έκανε το ανοσοποιητικό σύστημα να ανταποκρίνεται πιο έντονα στις περιοχές του μίσχου επειδή παρέμειναν σταθερές. Αυτό ενίσχυσε την ανοσολογική απόκριση στο εμβόλιο συνολικά, και σε ορισμένες περιπτώσεις, βελτίωσε ακόμη και τις αποκρίσεις αντισωμάτων στην περιοχή της κεφαλής της πρωτεΐνης επίσης. «Τα αντισώματα κατά του μίσχου λειτουργούν διαφορετικά», είπε ο Χίτον. “Ο μηχανισμός προστασίας τους δεν είναι απαραιτήτως να μπλοκάρει το πρώτο βήμα της μόλυνσης. Τότε η ιδέα μας ήταν, “Τι θα συμβεί αν μπορούμε να βρούμε ένα εμβόλιο που να μας δίνει και τα δύο; Τι θα συμβεί αν μπορούμε να λάβουμε καλά αντισώματα για το κεφάλι και ταυτόχρονα να λάβουμε αντισώματα για το κοτσάνι σε περίπτωση που η επιλογή του εμβολίου ήταν λάθος ή εάν υπάρξει πανδημία» «Ουσιαστικά, η εφημερίδα λέει, Ναι, μπορούμε να το πετύχουμε αυτό», είπε ο Χίτον. Μετά τη χορήγηση ενός εμβολίου υψηλής παραλλαγής σε ορισμένα πειράματα, το 100% των ποντικών απέφυγαν την ασθένεια ή τον θάνατο από μια θανατηφόρα δόση ιών γρίπης. Τα επόμενα βήματα της έρευνας θα προσπαθήσουν να κατανοήσουν εάν το ίδιο επίπεδο ανοσίας μπορεί να επιτευχθεί με την παρουσίαση λιγότερων από 80.000 παραλλαγών αιμοσυγκολλητίνης.