آنتی بادی پیشگامانه اسپری بینی ویروس های آنفولانزا را متوقف می کند

هنگامی که دانشمندان راه بهتری برای مبارزه با آنفولانزا مهندسی می کنند ، آنها اغلب با دفاع از طبیعت شروع می شوند. این همان کاری است که یک مطالعه جدید از طرف محققان در دانشگاه ایالتی اوهایو انجام داده است. هدف آنها ایجاد یک درمان آنتی بادی قدرتمندتر در برابر آنفولانزا A ، یکی از رایج ترین و کشنده ترین گونه های ویروس بود. آنچه که آنها کشف کردند می تواند نحوه محافظت از مردم در برابر همه گیری های آنفولانزای آینده را تغییر دهد.

ویروس آنفولانزا در حال تغییر است. پروتئین های سطح تغییر شکل آن به آن اجازه می دهد تا واکسن ها را گول بزند و درمان های آنتی بادی را تضعیف کند. به همین دلیل شلیک آنفولانزای فصلی فقط حدود ۳۰ ٪ تا ۶۰ ٪ از زمان کار می کند. این ویروس اغلب بخش های کلیدی پروتئین هماگلوتینین (HA) خود را جهش می دهد ، این همان چیزی است که بیشتر واکسن ها و درمان ها را هدف قرار می دهند. این تکامل مداوم ، به نام آنتی ژن رانش ، یکی از بزرگترین چالش ها در مبارزه با آنفولانزا است.

محققان می خواستند در بازی خود ویروس را شکست دهند. آنها بر روی نوع خاصی از آنتی بادی به نام IgG متمرکز شدند که محکم به یک نقطه دقیق روی پروتئین HA متصل می شود. این آنتی بادی ها بسیار خاص هستند ، اما هنگامی که ویروس آن منطقه را هدف قرار می دهد ، قدرت خود را از دست می دهند. دانشمندان فهمیدند که آنها به چیزی گسترده تر و قوی تر نیاز دارند – چیزی که حتی می تواند حتی پس از تغییر ویروس نیز کار کند.

این زمانی است که آنها به یک مولکول ایمنی دیگر روی آوردند: Igm.

بر خلاف IGG ، که دو بازوی برای اتصال ویروس دارد ، آنتی بادی های IgM دارای ده هستند. این شکل پنتامری به آنها چندگانه می دهد ، به این معنی که می توانند به طور همزمان به چندین قسمت از ویروس برسند. حتی اگر یک نقطه جهش یابد ، بازوهای دیگر هنوز هم می توانند ادامه دهند.

محققان با ساختن طرح های موجود در IgG موجود ، ۱۸ آنتی بادی IgM جدید را مهندسی کردند که در برابر نسخه های مختلف آنفلوانزا کار می کنند. یک مولکول مهندسی شده ایستاد. به آن IgM-F045-092 گفته شد و محل اتصال گیرنده (RBS) پروتئین HA را هدف قرار داد.

در مطالعات آزمایشگاهی ، این آنتی بادی IgM جدید از نسخه اصلی IgG خود بهتر عمل می کند. این سویه های ویروس بیشتری را خنثی کرد و در دوزهای بسیار کم موثر بود. تجزیه و تحلیل ساختاری نشان داد که آنتی بادی ویروس را چنان کاملاً پوشانده است که حتی اگر ویروس جهش یافته باشد ، می تواند عفونت را مسدود کند.

موفقیت واقعی با نحوه تحویل آنتی بادی به وجود آمد. محققان به جای تزریق آن به جریان خون ، آن را به اسپری بینی تبدیل کردند. این استراتژی به آنتی بادی اجازه می دهد تا به پوشش مخاطی بینی و ریه ها بچسبد ، جایی که ویروس های آنفولانزا معمولاً وارد بدن می شوند.

کای Xu ، استادیار علوم دامپزشکی علوم دامپزشکی و نویسنده مشترک این مطالعه ، توضیح داد: “هدف اصلی این است که ویروس ها را قبل از ورود به سلول میزبان خودداری کنند.” “مصونیت مخاطی از ایمنی سیستمیک در رهگیری کارآمدتر است ، بنابراین می توان عفونت اولیه را کاهش داد یا از بین برد.”

آنتی بادی برای یک هفته کامل در دستگاه تنفسی موش ها ماند. این بدان معنی است که در انسان ، یک اسپری واحد ممکن است حتی بیشتر طول بکشد.

زو گفت: “این یک سکوی بهتر با آنتی بادی بهتر است.” “اگر بتوانیم محیط تنفسی را با این مولکول مهندسی پیشرفته آماده کنیم ، می تواند ویروس را در مراحل اولیه ضبط و رهگیری کند. این درمانی است که نه تنها می تواند برای پیشگیری از آنفولانزای فصلی مورد استفاده قرار گیرد – به طور بالقوه می تواند در آینده در برابر سویه های همه گیر نیز مورد استفاده قرار گیرد.”

برای دیدن اینکه اسپری IGM چقدر خوب کار کرده است ، محققان به موش ها یک دوز آنتی بادی در بینی خود دادند. سپس ، آنها حیوانات را در معرض دوزهای کشنده ویروس های آنفولانزای H1N1 و H3N2 قرار دادند.

نتایج امیدوار کننده بود. هیچکدام از موشها با آنتی بادی اسپری نشده از H3N2 بیمار نشدند. بیشتر آنها همچنین از فشار H1N1 خطرناک تر جان سالم به در بردند. گروه کنترل – بدون اسپری – نتایج بسیار بدتری داشت.

اسپری نه تنها به دلیل قدرت اتصال قوی IGM-F045-092 بلکه به دلیل مدت طولانی ماندن آن نیز کار می کرد. اندازه بزرگ آن به آن کمک کرد تا به مخاط لغزنده بچسبد و سدی محافظ را تشکیل می دهد که ویروس را قبل از اینکه سلول ها را آلوده کند ، گرفت.

این رویکرد جدید از روشی که بدن شما به طور طبیعی با ویروس ها مبارزه می کند تقلید می کند اما آن را سریعتر و قوی تر می کند.

این اولین بار نیست که دانشمندان با تغییر از IgG به IgM سعی در تقویت آنتی بادی ها دارند. تیم تحقیقاتی قبلاً با مولکولهای IgM مهندسی مشابه در برابر SARS-COV-2 ، ویروسی که باعث Covid-19 می شود ، موفقیت نشان داده بودند. این نتایج قبلی پایه و اساس مطالعه حاضر در مورد آنفولانزا را پایه گذاری کرده است.

بسیاری از آنتی بادی های انسانی که ویروس آنفولانزا را مسدود می کنند پروتئین HA را هدف قرار می دهند. برخی از اتصال ویروس به سلول های شما متوقف می شوند ، در حالی که برخی دیگر آن را از ادغام با غشای سلولی شما باز می دارند. اما این آنتی بادی ها با جهش ویروس اغلب مؤثر می شوند. و حتی وقتی در تنظیمات آزمایشگاهی کار می کنند ، همیشه در صورت تزریق در موجودات زنده ، محافظت جدی نمی کنند.

به همین دلیل تیم می خواست مسیری متفاوت را امتحان کند-مسیری که هم از پوشش گسترده IGM و هم از دقت آنتی بادی های IgG به خوبی طراحی شده استفاده کرد.

با ترکیب این دو ، نسخه جدید IGM F045-092 هدف تیز آنتی بادی اصلی را در حالی که قدرت بیشتری را اضافه می کند ، حفظ کرد. این امر به غلبه بر توانایی ویروس در فرار و بهبود عملکرد آن در برابر طیف گسترده ای از سویه های آنفولانزا کمک کرد.

اگرچه این مطالعه بر روی سویه های شناخته شده آنفلوانزا A متمرکز شده است ، محققان معتقدند که رویکرد آنها می تواند روی نسخه های خطرناک تر مانند آنفولانزای پرنده یا سایر تهدیدهای همه گیر کار کند. از آنجا که این روش به شناسایی یک مسابقه کامل بین آنتی بادی و ویروس متکی نیست ، حتی با ادامه عملکرد ویروس می تواند محافظت کند.

Xu معتقد است که این پلتفرم در نهایت می تواند برای سایر بیماری ها ، حتی موارد غیر ویروسی مانند سرطان نیز استفاده شود. وی گفت: “با افزایش ظرفیت برای آن برای تشخیص مناطق سطح ویروسی جهش یافته یا تمایز یافته ، می تواند در برابر عفونت های مختلف ویروس آنفلوانزا محافظت کند و حتی پس از وقوع جهش نیز می تواند کار کند.”

این مطالعه ، که در Nature Communications منتشر شده است ، امید به آینده ای را ارائه می دهد که یک اسپری ممکن است در برابر بسیاری از سویه های آنفولانزا محافظت کند ، حتی مواردی که هنوز ظاهر نشده اند.

این نوع محافظت زودرس و قوی می تواند نجات بخش باشد-به ویژه برای افراد در معرض خطر ، مانند بزرگسالان مسن و افراد دارای مشکلات بهداشتی مزمن.