Τα νέα εμβόλια νανοσωματιδίων υπόσχονται πολλούς θανατηφόρους φιλοϊούς

Τα νέα εμβόλια νανοσωματιδίων υπόσχονται πολλούς θανατηφόρους φιλοϊούς

Οι φιλοϊοί παίρνουν το όνομά τους από τη λατινική λέξη "filum", που σημαίνει "νήμα" - μια αναφορά στο μακρύ σχήμα τους που μοιάζει με νήμα. Αυτή η οικογένεια ιών περιέχει μερικά από τα πιο επικίνδυνα παθογόνα που είναι γνωστά στην επιστήμη, συμπεριλαμβανομένων των ιών Έμπολα, Σουδάν, Bundibugyo και Marburg. Ένας λόγος που αυτοί οι ιοί εξακολουθούν να είναι τόσο θανατηφόροι είναι η αστάθεια των επιφανειακών πρωτεϊνών τους, που δυσκολεύει το ανοσοποιητικό μας σύστημα να τους αναγνωρίσει και δύσκολο για τους ερευνητές να τους καταπολεμήσουν με θεραπείες ή εμβόλια.

Λοιπόν, αΕπικοινωνία με τη φύσηΔημοσιεύτηκε στις 12 Δεκεμβρίου 2025, η μελέτη (προς το παρόν δημοσιευμένο άρθρο) από τους επιστήμονες της Scripps Research περιγράφει νέα υποψήφια εμβόλια που έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν από πολλαπλά στελέχη φιλοϊού. Αυτά τα εμβόλια εμφανίζουν επιφανειακές πρωτεΐνες του φιλοϊού σε κατασκευασμένα αυτοσυναρμολογούμενα νανοσωματίδια πρωτεΐνης (SApNPs), βοηθώντας το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίσει καλύτερα και να ανταποκριθεί στον ιό. Σε μελέτες σε ποντίκια, τα νανοσωματίδια προκάλεσαν ισχυρές αποκρίσεις αντισωμάτων σε αρκετούς φιλοϊούς, δείχνοντας μια πολλά υποσχόμενη πορεία προς ευρύτερη, πιο αποτελεσματική προστασία για αυτήν την επικίνδυνη οικογένεια ιών.

Οι φιλοϊοί απαιτούν καλύτερες λύσεις – τα κρούσματα ήταν καταστροφικά και είχαν ως αποτέλεσμα εξαιρετικά υψηλά ποσοστά θνησιμότητας. Την τελευταία δεκαετία, έχω εφαρμόσει το υπόβαθρό μου στη φυσική για να κατακτήσω τον σχεδιασμό πρωτεϊνών. Ο στόχος μου είναι να αναπτύξω ένα σχέδιο καθολικού σχεδιασμού για κάθε μεγάλη οικογένεια ιών, έτσι ώστε όταν εμφανιστεί ένα νέο ξέσπασμα, να έχουμε ήδη μια στρατηγική έτοιμη προς χρήση».

Jiang Zhu, ανώτερος συγγραφέας, καθηγητής στο Τμήμα Ολοκληρωτικής Δομικής και Υπολογιστικής Βιολογίας, Scripps Research

Η προσπάθεια εμβολίου επόμενης γενιάς του Zhu επικεντρώνεται στις γλυκοπρωτεΐνες της επιφάνειας του ιού - τις πρωτεΐνες που χρησιμοποιούν οι ιοί για να εισέλθουν στα κύτταρα και τις οποίες το ανοσοποιητικό σύστημα πρέπει να στοχεύει για προστασία. Η ομάδα του χρησιμοποιεί μια προσέγγιση που ονομάζεται «ορθολογικός σχεδιασμός με βάση τη δομή» που εξετάζει αυτές τις γλυκοπρωτεΐνες με ελάχιστη λεπτομέρεια, κατασκευάζοντας σταθερές, καλοσχηματισμένες εκδόσεις και μεταφέροντάς τις σε σφαίρες πρωτεΐνης σε σχήμα ιού - τα SAPNPs - που πυροδοτούν αξιόπιστα ισχυρές ανοσολογικές αποκρίσεις.

Η ομάδα έχει ήδη εφαρμόσει αυτήν την πλατφόρμα εμβολίων σε ιούς όπως ο HIV-1, η ηπατίτιδα C, ο RSV, ο hMPV και η γρίπη. Οι φιλοϊοί ήταν η επόμενη μεγάλη πρόκληση.

Οι φιλοϊοί όπως ο ιός Έμπολα (EBOV) και ο ιός Marburg (MARV) μπορούν να προκαλέσουν ιογενή αιμορραγικό πυρετό με ποσοστό θνησιμότητας έως και 90%. Κατά τη διάρκεια της επιδημίας Έμπολα 2013-2016 στη Δυτική Αφρική, περισσότεροι από 11.000 άνθρωποι πέθαναν και πάνω από 28.000 μολύνθηκαν. Παρόλο που έχουν εγκριθεί δύο εμβόλια κατά του Έμπολα, κανένα εμβόλιο δεν παρέχει ολοκληρωμένη προστασία έναντι ολόκληρης της οικογένειας των φιλοϊών.

Αυτό οφείλεται εν μέρει στις επιφανειακές γλυκοπρωτεΐνες του φιλοϊού. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι εγγενώς ασταθείς και οι ευάλωτες περιοχές τους – οι επίτοποι – είναι κρυμμένες κάτω από ένα παχύ στρώμα γλυκανών, σχηματίζοντας έναν μοριακό «μανδύα αορατότητας». Στην κατάσταση πριν από τη σύντηξη (πριν ο ιός εισέλθει σε ένα κύτταρο), αυτή η προστασία καθιστά πιο δύσκολο για τα κύτταρα του ανοσοποιητικού να αναγνωρίσουν τον ιό. Μόλις ο ιός συγχωνευθεί με ένα κύτταρο, η γλυκοπρωτεΐνη αναδιπλώνεται σε μια μορφή μετά τη σύντηξη, περιπλέκοντας περαιτέρω την άμυνα του ανοσοποιητικού.

Το 2021, η ομάδα του Zhu αντιμετώπισε αυτό το ζήτημα σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στοΕπικοινωνία με τη φύσηόπου χαρτογράφησαν λεπτομερώς τη δομή της γλυκοπρωτεΐνης Έμπολα και ανέπτυξαν μια στρατηγική για τη σταθεροποίησή της. Αφαιρώντας τα πλούσια σε βλεννίνη τμήματα, δημιούργησαν μια καθαρότερη, πιο προσιτή εκδοχή της πρωτεΐνης - που ήταν ευκολότερο για το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίσει και ικανή να δημιουργήσει ισχυρότερες, πιο χρήσιμες αποκρίσεις αντισωμάτων.

«Μετά την επίλυση του προβλήματος του Έμπολα το 2021, αυτή η νέα εργασία προάγει αυτή τη θεωρία περαιτέρω και την εφαρμόζει σε πρόσθετα είδη filovirus», εξηγεί ο Zhu.

Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές επανασχεδίασαν τις γλυκοπρωτεΐνες του φιλοϊού έτσι ώστε να παραμένουν σταθερές στο σχήμα τους πριν από τη σύντηξη - το σχήμα που χρειάζεται το ανοσοποιητικό σύστημα για να αναγνωρίσει και να αντιδράσει εναντίον του. Αυτές οι επανασχεδιασμένες πρωτεΐνες τοποθετήθηκαν στη συνέχεια στην πλατφόρμα SAPNP του Zhu, σχηματίζοντας σφαιρικά σωματίδια που μοιάζουν με ιούς επικαλυμμένα με πολλά αντίγραφα των ιικών αντιγόνων. Οι βιοχημικές και δομικές δοκιμές επιβεβαίωσαν ότι τα σωματίδια συναρμολογήθηκαν σωστά και οι πρωτεΐνες εμφανίστηκαν όπως έπρεπε.

Όταν δοκιμάστηκαν σε ποντίκια, αυτά τα εμβόλια νανοσωματιδίων παρήγαγαν ισχυρές ανοσολογικές αποκρίσεις, συμπεριλαμβανομένων αντισωμάτων που θα μπορούσαν τόσο να αναγνωρίσουν όσο και να εξουδετερώσουν αρκετούς διαφορετικούς φιλοϊούς. Πρόσθετες αλλαγές στα σάκχαρα στην επιφάνεια της πρωτεΐνης αποκάλυψαν πρόσθετα διατηρημένα τρωτά σημεία, υποδηλώνοντας ότι αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε τελικά να υποστηρίξει ένα πιο ολοκληρωμένο, δυνητικά καθολικό εμβόλιο κατά αυτής της επικίνδυνης οικογένειας ιών.

Βασιζόμενη σε αυτά τα αποτελέσματα, η ομάδα του Zhu επεκτείνει αυτήν τη στρατηγική που βασίζεται στη δομή και βασίζεται σε νανοσωματίδια σε άλλα παθογόνα υψηλού κινδύνου, συμπεριλαμβανομένων του ιού Lassa και του ιού Nipah. Ερευνούν επίσης νέες μεθόδους για να αποδυναμώσουν ή να παρακάμψουν την προστατευτική ασπίδα βλεννίνης για να δώσουν στο ανοσοποιητικό σύστημα ακόμη καλύτερη πρόσβαση σε κρίσιμους ιικούς στόχους.

«Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει έναν ιό και ανταποκρίνεται», προσθέτει ο Zhu. "Η σύλληψη του αντιγόνου στη μορφή πρόγχυσης μπορεί να σας οδηγήσει στο 60% της διαδρομής. Αλλά πολλοί ιοί - συμπεριλαμβανομένου του HIV και των φιλοϊών - περιβάλλονται από μια πυκνή ασπίδα γλυκάνης. Εάν το ανοσοποιητικό σύστημα δεν μπορεί να δει μέσα από αυτήν την προστασία, ακόμη και το καλύτερα σχεδιασμένο εμβόλιο δεν θα παρέχει πλήρη προστασία. Η υπέρβαση αυτού του "μανδύα αορατότητας" είναι ένας από τους επόμενους μεγάλους στόχους μας."

Εκτός από τον Zhu, οι συγγραφείς της μελέτης, «Ορθολογικός σχεδιασμός εμβολίων για τον ιό της επόμενης γενιάς που συνδυάζει τη σταθεροποίηση γλυκοπρωτεΐνης και την απεικόνιση νανοσωματιδίων με τροποποίηση γλυκάνης», περιλαμβάνουν τους Yi-Zong Lee, Yi-Nan Zhang, Garrett Ward, Sarah Auclair, Connor DesRoberts, Robyn Heinnling, Robern και Andrew. Scripps Research; Maddy Newby, Joel Allen και Max Crispin από το Πανεπιστήμιο του Southampton. και ο Keegan Braz Gomes της Uvax Bio.

Η μελέτη υποστηρίχθηκε από την Uvax Bio, LLC και τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας. Η Uvax Bio, μια spinoff εταιρεία εμβολίων από τη Scripps Research, χρησιμοποιεί ιδιόκτητη τεχνολογία πλατφόρμας που εφευρέθηκε στο εργαστήριο του Zhu για την ανάπτυξη και την εμπορευματοποίηση προφυλακτικών εμβολίων κατά διαφόρων μολυσματικών ασθενειών.

Πηγές: