واکسن‌های مؤثر، روند همه‌گیری کووید-۱۹ را به طرز چشمگیری تغییر دادند، از بیماری جلوگیری کردند، شدت بیماری را کاهش دادند و جان میلیون‌ها نفر را نجات دادند.
با این حال، پنج سال بعد، SARS-CoV-2 هنوز در حال گردش است و در این فرآیند، به انواع جدیدی تبدیل می‌شود که برای محافظت در برابر آنها نیاز به واکسن‌های به‌روز شده است.
اما طراحی، تولید و توزیع واکسن جدید زمان می‌برد، که این خود یک سوال مهم را مطرح می‌کند: دانشمندان چگونه می‌توانند برای نسخه‌هایی از ویروس که هنوز وجود ندارند، واکسن بسازند؟
یک راه حل از یک مدل هوش مصنوعی پیش‌بینی‌کننده به نام EVE-Vax ناشی می‌شود که توسط تیمی از دانشمندان دانشکده پزشکی هاروارد ساخته شده است.
این مدل جدید از اطلاعات تکاملی، بیولوژیکی و ساختاری در مورد ویروس برای پیش‌بینی و طراحی پروتئین‌های سطحی که احتمالاً با جهش پاتوژن ایجاد می‌شوند، استفاده می‌کند. محققان با موفقیت EVE-Vax را بر روی SARS-CoV-2 اعمال کردند و پروتئین‌های ویروسی را طراحی کردند که پاسخ‌های ایمنی مشابهی را مانند پروتئین‌های واقعی که در طول همه‌گیری کووید-۱۹ تکامل یافته‌اند، ایجاد کردند.
این مدل اطلاعات ارزشمندی در مورد تکامل آینده یک ویروس ارائه می‌دهد و می‌تواند برای ایجاد پنل‌هایی از پروتئین‌های «designer» برای ارزیابی محافظت آینده واکسن‌ها مورد استفاده قرار گیرد. محققان امیدوارند که این مدل در نهایت به دانشمندان کمک کند تا واکسن‌های بهتری را برای مبارزه با شیوع ویروس‌ها و بیماری‌های همه‌گیر ناشی از ویروس‌های جهش‌یافته سریع توسعه دهند.
تکامل EVE
بیش از یک دهه پیش، دبورا مارکس و همکاران شروع به بررسی این موضوع کردند که آیا می‌توانند از میلیون‌ها سال اطلاعات ژنتیکی تکاملی برای پیش‌بینی ساختار و عملکرد پروتئین‌ها استفاده کنند یا خیر.
آنها EVEscape را ساختند که قدرت پیش‌بینی پروتئین EVE را بر روی پروتئین‌های ویروسی اعمال می‌کرد. دانشمندان در مقاله‌ای در سال ۲۰۲۳ نشان دادند که اگر EVEscape در آغاز همه‌گیری کووید-۱۹ وجود داشت، می‌توانست شایع‌ترین جهش‌های SARS-CoV-2 را پیش‌بینی کند و متغیرهایی را که بیشترین نگرانی را ایجاد می‌کردند و به احتمال زیاد باعث افزایش عفونت‌های انسانی می‌شدند، شناسایی کند.
موفقیت EVEscape محققان را به این فکر انداخت که آیا مدل آنها می‌تواند تکامل آینده ویروس‌های به سرعت در حال تکامل مانند SARS-CoV-2 را نیز پیش‌بینی کند یا خیر.
واکسن‌های چنین ویروس‌هایی سالانه به‌روزرسانی می‌شوند، که مستلزم آن است که دانشمندان تا یک سال قبل در مورد چگونگی تکامل پروتئین‌های ویروسی حدس آگاهانه‌ای بزنند. این می‌تواند منجر به عدم تطابق بین نسخه پیش‌بینی‌شده ویروس مورد استفاده برای طراحی واکسن و نسخه واقعی که در نهایت در گردش است، شود. شکاف بین پیش‌بینی و واقعیت می‌تواند باعث شود واکسن‌ها نسبت به زمانی که نسخه‌ها با هم تطابق بیشتری داشتند، کمتر مؤثر باشند.
پیش‌بینی مانورهای آینده SARS-CoV-2
دانشمندان در جدیدترین تحقیقات خود، از EVE-Vax برای طراحی ۸۳ نسخه کاملاً جدید از پروتئین «اسپایک» روی SARS-CoV-2، که پروتئین سطحی اصلی مورد استفاده ویروس برای آلوده کردن سلول‌های انسانی است، استفاده کردند. هر نسخه جدید از پروتئین اسپایک ترکیبی متفاوت از حداکثر ده جهش داشت.
در نهایت، محققان نشان دادند که می‌توانند به راحتی و با هزینه کم صدها پروتئین اسپایک جدید را مهندسی کنند که می‌توانند به راحتی در توسعه واکسن برای SARS-CoV-2 گنجانده شوند.
طراحی واکسن سنتی از انواع روش‌های مختلف استفاده می‌کند، اما هیچ کس قبلاً از این رویکرد استفاده نکرده است. EVE-Vax زمینه جدیدی از کاربرد و طراحی بالقوه واکسن‌ها را باز می‌کند.
این تیم امیدوار است که EVE-Vax اطلاعات مهمی در مورد روش‌های مختلف تکامل یک ویروس به دانشمندان بدهد و آنها را قادر سازد واکسن‌هایی را طراحی کنند که در برابر نسخه‌های آینده این پاتوژن محافظت ایجاد کنند.
انتهای پیام/ سه شنبه 5 خرداد 1404
منابع
مطالعه موارد زیر را به شما پیشنهاد می کنیم
کاهش وزن پایدار با غذا خوردن در بازه زمانی 8 ساعته
ارتباط شگفت انگیز سلامت روده و خطر ابتلا به سرطان خون
نگرانی های جدیدی در ارتباط با داروهای گیاهی
التهاب و مغز: چگونه فعالیت ایمنی می تواند خلق و خوی و اضطراب را تغییر دهد
