زراعة لقاح تجريبي لـ«كوفيد ـ 19» داخل فيروس فسيفساء اللوبيا

يتميز بتحمله درجات الحرارة العالية ومقاومته للمتحورات

طوّر مهندسو النانو في جامعة كاليفورنيا الأميركية، لقاحات مرشحة للعمل ضد فيروس «كوفيد - 19» يمكنها تحمل الحرارة، ومكوناتها الرئيسية من البكتيريا والفيروسات التي تصيب النباتات.
ولا تزال هذه اللقاحات الجديدة في المرحلة الأولى من التطوير، وخلال التجارب التي أجريت على الفئران، وتم نشر تفاصيلها أول من أمس في دورية «الجمعية الكيميائية الأمريكية»، تسببت هذه اللقاحات في إنتاج كميات كبيرة من الأجسام المضادة المعادلة ضد فيروس كورونا المستجد، المسبب لمرض كوفيد -19. وإذا أثبتت أنها آمنة وفعالة لدى الناس، فقد تكون عامل تغيير كبير في جهود التوزيع العالمية للقاحات، بما في ذلك المناطق الريفية أو المجتمعات الفقيرة بالموارد.
وتقول نيكول شتاينميتز، أستاذ الهندسة النانوية ومدير مركز الهندسة المناعية النانوية بكلية الهندسة بجامعة كاليفورنيا في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة، «الشيء المثير في تكنولوجيا اللقاح لدينا هو أنها مستقرة حرارياً، بحيث يمكن أن تصل بسهولة إلى الأماكن التي لن يكون من الممكن فيها تركيب مجمدات ذات درجة حرارة منخفضة للغاية، أو جعل الشاحنات تتجول مع هذه المجمدات».
وابتكر الباحثون اثنين من لقاحات (كوفيد -19) المرشحة، أحدهما مصنوع من فيروس نباتي يسمى «فسيفساء اللوبيا»، والآخر مصنوع من بكتيريا «الإشريكية القولونية».
وتم صنع اللقاحين باستخدام وصفات مماثلة، حيث تم تجهيز ملايين النسخ من فيروس النبات والبكتيريا في شكل جزيئات نانوية على شكل كرة، ثم ربطوا بها قطعة صغيرة من بروتين الأشواك (سبايك) الذي يوجد بسطح فيروس كورونا المستجد، ليبدو المنتج النهائي وكأنه فيروس مُعدٍ حتى يتمكن جهاز المناعة من التعرف عليه، لكنه ليس مضرا في الحيوانات والبشر، فالقطعة الصغيرة من بروتين (سبايك) الملتصقة بالسطح هي التي تحفز الجسم على توليد استجابة مناعية ضد فيروس كورونا.
ولاحظ الباحثون العديد من المزايا لاستخدام فيروسات النباتات والبكتيريا لصنع لقاحاتهم، منها أنه يمكن أن يكون إنتاجها على نطاق واسع أمراً سهلاً وغير مكلف. وتقول شتاينميتز: «تجهيز فيروس النباتات سهل نسبيًا ويتضمن بنية تحتية غير معقدة للغاية، والتخمير باستخدام البكتيريا هو بالفعل عملية راسخة في صناعة الأدوية الحيوية».
وميزة أخرى كبيرة هي أن فيروس النبات والبكتيريا مستقران للغاية في درجات الحرارة العالية، ونتيجة لذلك، يمكن تخزين اللقاحات وشحنها دون الحاجة إلى البرودة، كما يمكن إخضاعهما لعمليات تصنيع تستخدم الحرارة.
ويستخدم الفريق مثل هذه العمليات لتعبئة لقاحاتهم في غرسات بوليمر ولصقات إبر مجهرية، وتتضمن هذه العمليات خلط اللقاحات المرشحة مع البوليمرات وصهرها معًا في فرن عند درجات حرارة قريبة من 100 درجة مئوية، وهذه القدرة على المزج المباشر بين فيروس النبات وجسيمات البكتيريا النانوية مع البوليمرات منذ البداية تجعل من السهل والمباشر إنشاء غرسات البوليمر ولصقات الإبر.
والهدف هو منح الناس المزيد من الخيارات للحصول على لقاح (كوفيد -19) وجعله أكثر سهولة، فالغرسات، التي تُحقن تحت الجلد وتطلق اللقاح ببطء على مدار شهر، ستحتاج فقط إلى إعطائها مرة واحدة، وستسمح لصقات الإبر الدقيقة، التي يمكن ارتداؤها على الذراع دون ألم أو إزعاج، بإعطاء الناس اللقاح لأنفسهم.
ويقول جون بوكورسكي، أستاذ الهندسة النانوية في كلية الهندسة بجامعة كاليفورنيا، الذي طور فريقه تقنية صنع الغرسات ولصقات الإبر الدقيقة: «إذا تمكنت العيادات من تقديم جرعة واحدة من الزرع، فسيوفر ذلك الحماية لعدد أكبر من السكان ويمكن أن تكون لدينا فرصة أفضل لوقف انتقال العدوى».
وفي الاختبارات التي أجريت بالدراسة، تم إعطاء لقاح (كوفيد -19) المرشح للفئران إما عن طريق الزرع، أو لصقات الإبر الدقيقة، وأنتجت الطريقتان مستويات عالية من الأجسام المضادة المعادلة في الدم ضد فيروس كورونا المستجد.
ووجد الباحثون أن هذه الأجسام المضادة نفسها تم تحييدها أيضًا ضد فيروس السارس، ويعود الأمر كله إلى قطعة بروتين الأشواك ( سبايك ) لفيروس كورونا الملتصقة بسطح الجسيمات النانوية، وواحدة من هذه القطع التي اختارها الفريق البحثي، والتي تسمى حاتمة epitope، متطابقة تقريبًا بين كورونا المستجد، وفيروس سارس.
ويقول ماثيو شين، المؤلف المشارك بالدراسة ومدرس الهندسة النانوية: «حقيقة أن التحييد عميق جدًا مع حاتمة محفوظة جيدًا في فيروس كورونا قاتل آخر أمر رائع، وهذا يعطينا الأمل في لقاح محتمل لفيروس كورونا يمكن أن يوفر الحماية ضد الأوبئة في المستقبل».
وميزة أخرى لهذه الحاتمة المعينة هي أنها لا تتأثر بأي من طفرات الفيروس التي تم الإبلاغ عنها حتى الآن، ذلك لأن هذه الحاتمة تأتي من منطقة من البروتين الشائك لا ترتبط مباشرة بالخلايا، وهذا يختلف عن الحلقات الموجودة في لقاحات (كوفيد -19) المُدارة حاليًا، والتي تأتي من منطقة ارتباط بروتين سبايك، وهذه منطقة حدثت فيها الكثير من الطفرات، وبعض هذه الطفرات جعلت الفيروس أكثر عدوى.