چگونه واکسن کرونا برای اُمیکرون به‌روزرسانی می‌شود؟

به گزارش حلقه وصل به نقل از ساینس آلرت، دبورا فولر(Deborah Fuller) میکروبیولوژیست دانشگاه واشنگتن که برای دهه‌ها به مطالعه واکسن‌های مبتنی بر آران‌ای پیامرسان(mRNA) و دی‌ان‌ای(DNA) پرداخته است توضیح می‌دهد که چرا ممکن است نیاز باشد واکسن‌های موجود را به روزرسانی کنیم و این فرآیند چگونه انجام می‌شود.

چرا واکسن‌ها نیازمند بروزرسانی هستند؟

اساسا این سوال مطرح می‌شود که آیا ویروس به اندازه‌ی کافی تغییر کرده که آنتی‌بادی‌های ایجاد شده توسط واکسن‌های موجود قادر به تشخیص و خنثی کردن جهش‌های جدید آن نباشند یا خیر.

کروناویروس‌ها از پروتئین اسپایک برای اتصال به گیرنده ACE-۲ بر روی سلول‌های انسانی استفاده می‌کنند و بدین ترتیب سلول را آلوده می‌کنند.

تمامی واکسن‌های مبتنی بر آران‌ای پیامرسان با ایجاد دستورالعملی سلول‌ها را وادار به تولید نسخه بی‌خطر پروتئین اسپایک می‌کنند.

پروتئین اسپایک بدن را تحریک کرده و باعث تولید آنتی‌بادی می‌شود. اگر فرد در معرض کروناویروس قرار بگیرد این آنتی‌بادی‌ها به پروتئین اسپایک ویروس متصل شده و در توانایی آن برای اتصال به سلول انسان و آلوده کردن آن‌ها اختلال ایجاد می‌کنند.

سویه اُمیکرون جهشی در پروتئین اسپایک داشته است. این تغییرات ممکن است در عملکرد برخی از آنتی‌بادی‌های ایجاد شده توسط واکسن‌های کنونی و نه همه‌ی آنتی‌بادی‌ها اختلال ایجاد کند و این آنتی‌بادی‌ها قادر به اتصال به پروتئین اسپایک ویروس نباشند. اگر چنین اتفاقی رخ دهد اثر واکسن‌ها در ایجاد مقاومت در برابر ابتلا به سویه اُمیکرون و انتقال این ویروس کم می‌شود.

واکسن‌های جدید چه تغییری خواهند داشت؟

واکسن‌های آران‌ای پیامرسان کنونی مانند مدرنا و فایزر پروتئین اسپایک سویه اصلی ویروس را کد می‌کنند و واکسن جدید یا به روزرسانی شده باید آران‌ای پیامرسانی داشته باشد که پروتئین اسپایک سویه اُمیکرون را کدگذاری کند.

با خارج کردن کد ژنتیکی این سویه جدید می‌توان واکسنی تولید کرد که تولید آنتی‌بادی‌های موثر در برابر اُمیکرون را تحریک می‌کند و از آلوده شدن سلول انسانی جلوگیری می‌کند.

افرادی که واکسن دریافت‌ کرده‌اند یا به ویروس مبتلا شده‌اند احتمالا نیاز به یک دوز بوستر خواهند داشت تا در برابر این سویه و سایر سویه‌هایی که در گردش هستند، مقاوم شوند.

اگر اُمیکرون به عنوان سویه غالب‌ و فراتر از دلتا ظاهر شود، کسانی که واکسن نزده‌اند تنها ۲ تا ۳ دوز واکسن به‌روزرسانی شده نیاز خواهند داشت. اگر دلتا و اُمیکرون هر دو در چرخه انتقال ویروس باقی

بمانند، مردم باید ترکیبی از واکسن‌های کنونی و واکسن‌های به روزرسانی شده را تزریق کنند.

چگونه دانشمندان یک واکسن را به روزرسانی می‌کنند؟

برای ساخت یک واکسن به روزرسانی شده مبتنی بر آران‌ای پیامرسان دو عنصر نیاز است. مورد اول توالی پروتئین اسپایک سویه جدید و دیگری یک رشته دی‌ان‌ای الگو برای ساخت آران‌ای پیامرسان.

در بسیاری از ارگانیسم‌ها، دی‌ان‌ای دستورالعمل‌های لازم برای ساخت آران‌ای پیامرسان را فراهم می‌کند. از آن جا که محققان کد ژنتیکی پروتئین اسپایک اُمیکرون را به دست آورده‌اند تنها کاری که باید انجام داد ساخت یک رشته دی‌ان‌ای الگو برای ساخت پروتئین اسپایک و واکسن‌های مبتنی بر آران‌ای پیامرسان است.

محققان برای انجام چنین کاری رشته‌های الگوی دی‌ان‌ای را با آنزیم‌های مصنوعی و چهار عنصر سازنده آران‌ای پیامرسان یعنی G، A، U و C  ترکیب می‌کنند. این آنزیم‌ها نسخه‌ای از آران‌ای پیامرسان را از رشته الگوی دی‌ان‌ای می‌سازند. این فرآیند رونویسی نام دارد.

با استفاده از این فرآیند تنها چند دقیقه برای ساخت مجموعه‌ای از آران‌ای‌های پیامرسان برای تولید واکسن زمان صرف خواهد شد. سپس محققان این آران‌ای‌های پیامرسان را درون نانوذرات چربی قرار می‌دهند تا از آن‌ها محافظت شود تا زمانی که به بدن فرد تزریق شوند.

چه میزان زمان می‌برد تا این واکسن جدید آماده شود؟

تنها سه روز زمان می‌برد تا رشته الگوی دی‌ان‌ای مورد نیاز برای ساخت واکسن جدید را بسازیم و پس از آن حدود یک هفته زمان می‌برد تا به اندازه‌ کافی دوز واکسن برای آزمایش در آزمایشگاه تولید کنیم. شش هفته نیز برای انجام آزمایش‌های پیش بالینی زمان صرف می‌شود که در آن این واکسن روی سلول‌های انسانی در لوله آزمایش مورد بررسی قرار می‌گیرد.

بنابراین در طی ۵۲ روز دانشمندان قادرند واکسن‌های آران‌ای پیامرسان را به روزرسانی و آماده تولید کنند و ساخت دوزهایی برای آزمایش پیش‌بالینی را آغاز کنند. آزمایش‌های بالینی نیز دست‌کم چند هفته به طول خواهد انجامید و به طور کلی ۱۰۰ روز برای به روزرسانی و آزمایش واکسن جدید نیاز است.

شرکت‌های تولید کننده واکسن می‌توانند همزمان با آزمایش بالینی تولید واکسن را آغاز کنند تا به محض پایان آزمایش‌ها و دریافت تاییده و مجوز واکسن‌ها را وارد بازار کنند.

آیا واکسن‌های به روزرسانی شده باید به طور کامل مورد آزمایش بالینی قرار بگیرند؟

در حال حاضر مشخص نیست که چه میزان داده‌ برای دریافت مجوز از سازمان غذا و دارو نیاز است با این حال تمامی عناصر استفاده شده در واکسن‌های جدید مشابه واکسن‌های قبلی خواهد بود و تنها تفاوت آن‌ها در چندین کد ژنتیکی است که باعث تغییرات کوچکی در ظاهر پروتئین اسپایک می‌شود. از نظر ایمنی واکسن‌های به روزرسانی شده مشابه واکسن‌های آزمایش شده موجود خواهند بود و به دلیل این شباهت، نیازی به انجام آزمایش‌های بالینی گسترده‌ای که برای اولین نسل از واکسن‌های کووید-۱۹ انجام شد، نیست.

در کمترین حالت، آزمایش‌های بالینی برای تایید ایمنی واکسن و بررسی سطح آنتی‌بادی مناسب برای مقابله با سویه اصلی، بتا و دلتا انجام خواهد گرفت. اگر تنها چنین مواردی مورد نیاز باشند محققان به تنها چند صد و نه هزاران داوطلب برای به دست آوردن داده‌های بالینی نیاز دارند.

نکته حائز اهمیت آن است که اگر شرکت‌های تولیدکننده واکسن دست به تغییر واکسن‌های خود برای سویه اُمیکرون بزنند این اولین باری نخواهد بود که چنین تغییراتی ایجاد کرده‌اند.

سویه دیگری به نام  B.۱.۳۵۱ (بتا) در ماه اکتبر سال ۲۰۲۰ ظهور کرد که در برابر واکسن‌های موجود مقاوم بود. شرکت‌های سازنده واکسن به سرعت به خطر احتمالی واکنش نشان دادند و واکسن آران‌ای پیامرسان را به روز رسانی کردند و آزمایش‌های بالینی نیز ترتیب دادند.

خوشبختانه این سویه تبدیل به سویه غالب نشد اما گر می‌شد سازندگان واکسن می‌توانستند به سرعت واکسن مناسب برای آن را وارد بازار کنند.

اگر مشخص شود که اُمیکرون یا هر سویه دیگری که در آینده ظاهر می‌شود نیازمند واکسنی جدید است شرکت‌ها می‌توانند به سرعت با این چالش مقابله کنند.