تتمثل الإستراتيجية الشائعة لجعل اللقاحات أكثر قوة في تقديمها مع مادة مساعدة - مركب يحفز جهاز المناعة لإنتاج استجابة أقوى.

صمم باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد لا جولا لعلم المناعة ومؤسسات أخرى الآن مادة مساعدة جديدة للجسيمات النانوية قد تكون أكثر فاعلية من غيرها من المواد المستخدمة الآن. أظهرت الدراسات التي أجريت على الفئران أنه حسن بشكل ملحوظ إنتاج الأجسام المضادة بعد التطعيم ضد فيروس نقص المناعة البشرية والدفتيريا والإنفلونزا.

يقول داريل إيرفين ، أستاذ أندروود بريسكوت مع تعيينات في أقسام الهندسة البيولوجية وعلوم المواد والهندسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "بدأنا النظر في هذه الصيغة المعينة ووجدنا أنها فعالة بشكل لا يصدق ، وأفضل من أي شيء آخر جربناه تقريبًا". مدير مشارك في معهد كوتش لأبحاث السرطان التكاملية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ؛ وعضو في معهد راغون في MGH و MIT وهارفارد.

يأمل الباحثون الآن في دمج المادة المساعدة في لقاح فيروس نقص المناعة البشرية الذي يتم اختباره حاليًا في التجارب السريرية ، على أمل تحسين أدائه.

إيرفين وشين كروتي ، الأستاذ في مركز الأمراض المعدية وأبحاث اللقاحات في معهد لا جولا لعلم المناعة ، هما المؤلفان الرئيسيان للدراسة ، التي تظهر اليوم في علم المناعة. المؤلفون الرئيسيون للورقة هم موريللو سيلفا ، باحث سابق لما بعد الدكتوراة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ويو كاتو ، عالم في معهد لا جولا.

لقاحات أقوى

على الرغم من أن فكرة استخدام المواد المساعدة لتعزيز فعالية اللقاح كانت موجودة منذ عقود ، إلا أنه لا يوجد سوى عدد قليل من المواد المساعدة للقاح التي وافقت عليها إدارة الغذاء والدواء. أحدهما هو هيدروكسيد الألومنيوم ، وهو ملح الألمنيوم الذي يسبب الالتهاب ، والآخر عبارة عن مستحلب الزيت والماء الذي يستخدم في لقاحات الإنفلونزا. قبل بضع سنوات ، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على مادة مساعدة تعتمد على مادة الصابونين ، وهو مركب مشتق من لحاء شجرة لحاء الصابون التشيلي.

يُستخدم السابونين المُصنَّع في الجسيمات الشحمية الآن كمساعد في لقاح القوباء المنطقية ، كما تُستخدم السابونين في جسيمات نانوية تشبه القفص تسمى مجمع التحفيز المناعي (ISCOM) في لقاح Covid-19 الذي يخضع حاليًا للتجارب السريرية.

أظهر الباحثون أن الصابونين يعزز الاستجابات المناعية الالتهابية ويحفز إنتاج الأجسام المضادة ، لكن كيف يفعلون ذلك غير واضح. في الدراسة الجديدة ، أراد فريق MIT و La Jolla اكتشاف كيفية تأثير المادة المساعدة ، ومعرفة ما إذا كان بإمكانهم جعلها أكثر فاعلية.

لقد صمموا نوعًا جديدًا من المواد المساعدة التي تشبه المادة المساعدة ISCOM ولكنها تشتمل أيضًا على جزيء يسمى MPLA ، وهو ناهض مستقبلات شبيهة بالحصيلة. عندما ترتبط هذه الجزيئات بمستقبلات مشابهة للخلايا المناعية ، فإنها تعزز الالتهاب. يطلق الباحثون على SMNP المساعد الجديد (الجسيمات النانوية saponin / MPLA).

يقول إرفين: "لقد توقعنا أن يكون هذا مثيرًا للاهتمام لأن سابونين ومضادات المستقبلات الشبيهة بالحصيلة عبارة عن مواد مساعدة تمت دراستها بشكل منفصل وأثبتت فعاليتها الشديدة".

اختبر الباحثون المادة المساعدة عن طريق حقنها في الفئران مع عدد قليل من المستضدات المختلفة ، أو أجزاء من البروتينات الفيروسية. وشملت اثنين من مستضدات فيروس نقص المناعة البشرية ، وكذلك مستضدات الخناق والأنفلونزا. قارنوا المادة المساعدة بالعديد من المواد المساعدة الأخرى المعتمدة ووجدوا أن الجسيمات النانوية الجديدة القائمة على الصابونين تثير استجابة أضداد أقوى من أي من الجسيمات الأخرى.

أحد مستضدات فيروس نقص المناعة البشرية التي استخدموها هو جسيم نانوي بروتين مغلف لفيروس نقص المناعة البشرية ، والذي يقدم نسخًا عديدة من مستضد gp120 الموجود على سطح فيروس نقص المناعة البشرية. أكمل هذا المستضد مؤخرًا الاختبار الأولي في المرحلة الأولى من التجارب السريرية. يعتبر إيرفين وكروتي جزءًا من اتحاد تطوير لقاح فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز في معهد سكريبس للأبحاث ، الذي أجرى تلك التجربة. يأمل الباحثون الآن في تطوير طريقة لتصنيع المادة المساعدة الجديدة على نطاق واسع بحيث يمكن اختبارها جنبًا إلى جنب مع أداة تقليم غلاف فيروس نقص المناعة البشرية في تجربة إكلينيكية أخرى تبدأ العام المقبل. كما تجري حاليًا التجارب السريرية التي تجمع بين أدوات تقليم الأظرف مع هيدروكسيد الألومنيوم المساعد للقاح التقليدي.

يقول إيرفين: "هيدروكسيد الألومنيوم آمن ولكنه ليس فعالًا بشكل خاص ، لذلك نأمل أن يكون (المساعد الجديد) بديلاً مثيرًا للاهتمام لاستنباط استجابات الأجسام المضادة المعادلة لدى الأشخاص".

التدفق السريع

عندما يتم حقن اللقاحات في الذراع ، فإنها تنتقل عبر الأوعية الليمفاوية إلى العقد الليمفاوية ، حيث تلتقي بالخلايا البائية وتنشطها. وجد فريق البحث أن المادة المساعدة الجديدة تسرع تدفق الليمفاوية إلى العقد ، مما يساعد المستضد على الوصول إلى هناك قبل أن يبدأ في الانهيار. يقوم بذلك جزئيًا عن طريق تحفيز الخلايا المناعية المسماة الخلايا البدينة ، والتي لم يكن معروفًا في السابق أنها متورطة في استجابات اللقاح.

"إن الوصول إلى الغدد الليمفاوية بسرعة أمر مفيد لأنه بمجرد حقن المستضد ، يبدأ في الانهيار ببطء. يقول إيرفين: كلما أسرعت الخلية البائية في رؤية المستضد ، زادت احتمالية أنه سليم تمامًا ، بحيث تستهدف الخلايا البائية الهيكل كما سيكون موجودًا في الفيروس الأصلي.

بالإضافة إلى ذلك ، بمجرد وصول اللقاح إلى العقد الليمفاوية ، تتسبب المادة المساعدة في موت طبقة من الخلايا تسمى الضامة ، والتي تعمل كحاجز ، مما يسهل على المستضد الوصول إلى العقد.

هناك طريقة أخرى تساعد بها المادة المساعدة في تعزيز الاستجابات المناعية وهي تنشيط السيتوكينات الالتهابية التي تؤدي إلى استجابة أقوى. يُعتقد أن ناهض TLR الذي أدرجه الباحثون في المادة المساعدة يضخم استجابة السيتوكين ، لكن الآلية الدقيقة لذلك غير معروفة حتى الآن.

يمكن أن يكون هذا النوع من المواد المساعدة مفيدًا أيضًا لأي نوع آخر من لقاح الوحدة الفرعية ، والذي يتكون من شظايا بروتينات فيروسية أو جزيئات أخرى. بالإضافة إلى عملهم على لقاحات فيروس نقص المناعة البشرية ، يعمل الباحثون أيضًا على لقاح محتمل لـ Covid-19 ، جنبًا إلى جنب مع مختبر J. Christopher Love في معهد كوخ. يبدو أن المادة المساعدة الجديدة تساعد أيضًا في تحفيز نشاط الخلايا التائية ، مما يجعلها مفيدة كعنصر من مكونات لقاحات السرطان ، والتي تهدف إلى تحفيز الخلايا التائية في الجسم على مهاجمة الأورام.

تم تمويل البحث من قبل المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية ، ومركز الرخام التابع لمعهد كوخ لطب النانو للسرطان ، ومكتب أبحاث الجيش الأمريكي من خلال معهد تقنيات النانو الجندي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ومنحة دعم معهد كوخ (الأساسية) من المعهد الوطني للسرطان والمبادرة الدولية للقاح الإيدز ومعهد راجون.