کلید خاموش و روشن ژنتیکی، محققان را یک گام به واکسن HIV نزدیکتر نموده است
- بازدید: 837
کلید خاموش و روشن ژنتیکی، محققان را یک گام به واکسن HIV نزدیکتر نموده است
هفته نامه پزشکی امروز، دوشنبه 27 شهریور 1396
دانشمندان معتقدند این نوآوری می‌تواند واکسن آنها را در زمره ایمن‌ترین واکسن‌هایی قرار‌دهد که تاکنون گزارش شده‌است.
محققان دانشگاه نبراسکا لینکلن، با مهندسی یک کلید خاموش و روشن در یک شکل ضعیف‌شده از ویروسHIV، موفق‌شدند ایمنی و اثربخشی یک واکسن بالقوه برای این ویروس را بهبود بخشند که در‌طول ۳۵سال گذشته حدود ۳۵میلیون تَن را به کام مرگ کشانده است.
در پژوهش‌های اخیر این محققان نشان‌داده شد که بالا‌زدن این کلید باعث‌می‌شود تا ویروسHIV ضعیف‌شده و به حدی تکثیر‌گردد که به احتمال زیاد در بدن میزبان موجب ایجاد ایمنی‌می‌شود. سپس محققان از‌این روش خود برای خاموش‌کردن دلخواه این تکرار استفاده‌کردند که ویژگی جالبی است که به گفته محققان می‌تواند واکسن آنها را در‌میان ایمن‌ترین واکسن‌هایی‌که تاکنون گزارش شده‌است قرار‌دهد.
متخصصان ویروس‌شناس اغلب ترجیح‌می‌دهند که بدن به‌جای ویروس‌های غیر‌فعال (Deactivated)، در‌معرض ویروس‌های ضعیف شده (Weakened) قرار‌گیرد، چرا‌که مصونیت آنها قوی‌تر و درازمدت‌تر است. اما ویروس‌های ضعیف توانایی تکثیر دارند و این به این معنی است که آنها همچنان خطر تبدیل‌شدن به یک عامل بیماری‌زای تمام عیار را دارا می‌باشند. تیم نبراسکا در‌سال۲۰۱۴، با مهندسی ژنتیکی یک نسخه ازHIV که نیاز به تکثیر یک اسیدآمینه سنتتیک که در بدن یافت‌نمی‌شود، پرداختن به این موضوع را آغاز نمود.
برای انجام این‌کار لازم بود تا تیم یک دنباله سه‌نوکلئوتیدی یا کُدون حسی(Sense Codon) را در کد ژنتیکیHIV جایگزین کند. هر کُدون یک RNA انتقالی را هدایت‌می‌کند تا اسیدآمینه خود را به زنجیره‌ای اضافه‌کند که تبدیل به یک پروتئین شده و در‌نهایت تکثیر ویروس را ایجاد‌‌می‌نماید. بنابراین محققان یکی از‌این کدون‌های حسی را با یک نسخه «بی‌حسی» (Nonsense edition) طوری جایگزین کردند تا یک سیگنال توقف در خط مونتاژ آمینو‌اسید ایجادنموده و تولید پروتئین‌های ضروری برای تکثیر ویروس را متوقف‌کند.
سپس محققان یک Transfer RNA) tRNA) منحصر‌به‌فرد و آنزیم همراه آن‌را مهندسی‌کردند تا به حس، بی‌حسی دهند (Make sense of the nonsense)، یعنی آن‌را به‌عنوان یک کدون حسی تفسیر‌نمودند. زمانی‌که محققان امکان جفت‌شدن این RNA را با یک اسیدآمینه سنتتیک فراهم نمودند، خط مونتاژ شروع به پشت سرهم بیرون‌دادن پروتئین‌ها کرد.ویروس شروع به تکثیرکرد و هنگامی‌که تولید اسید‌آمینه‌ها متوقف‌شد، تکثیر نیز متوقف گردید.
این تکنیک به گروه امکان کنترل بیشتری روی تکثیرHIV را داد، اما تنها موجب ایجاد یک چرخه عفونت کافی برای عملکرد ایمنی‌شد. محققان در‌حال‌حاضر موفق به جاسازی کلید ژنتیکی خود در داخل ژنوم HIV شده‌اند؛ به‌طوری‌که هر‌کپی از ویروس شامل یک کلید است که ظرفیت تکثیر دارد و گروه محققان با ارائه یک منبع ثابت از اسیدهای‌آمینه، نشان‌داد که این کلید می‌تواند چندین چرخه متعدد از تکثیر موردنیاز برای یک واکسن کارامد را ایجاد نماید.
«این دستگاه می‌تواند به چرخه بعدی و چرخه بعدی برده‌شود. اینگونه کنترل تغذیه و یا محدودیت اسیدآمینه غیر‌طبیعی(Unnatural) بسیار آسان‌تر است».
دیگر گروه‌های تحقیقاتی تاکنون موفق‌شده‌اند توسط یک واکسن که حفاظت ۹۵درصدی در میمون‌های رزوس(Rhesus monkeys) در‌برابر ویروس ایجاد‌می‌کند، به تولید ایمنیHIV در موجودات زنده دست‌یابند. بسیاری از‌این واکسن‌ها بر حذف ژنHIV برای محدود‌کردن تکثیر تکیه می‌کنند، اما میل شدید ویروس به جهش می‌تواند به آن کمک‌کند تا بر‌این دفاع غلبه‌نموده و بدون‌کنترل تکثیر شود.
ترکیب کُدون بی حسی، کلید ژنتیکی و اسیدآمینه سنتتیک، مجموعه‌ای بسیار دقیق از حفاظت در‌برابر تکثیر بدون کنترل را به نمایش‌می‌گذارد. این ویژگی می‌تواند استفاده از‌آن در‌برابر یک گروه از ویروس‌ها را گسترش‌دهد که از HIV به‌خوبی فاصله گرفته‌اند.
اضافه‌کردن کدون بی‌حسی، احتمال جهش خطرناک را بیشتر کاهش‌می‌دهد و این گروه قصد دارد درآینده‌ای نزدیک به بررسی این امکان‌بپردازد. اگرچه محققان تاکنون واکسن خود را تنها در پتری‌دیش(Petri dish) ارزیابی‌کرده‌اند، اما امید دارند که به‌زودی (در‌سال آینده) آزمایشات روی حیوانات کوچک را آغاز نمایند. دکترLi استاد و رئیس بخش ویروس‌شناسی دانشگاه نبراسکا بیان‌می‌دارد: «این موضوع نقطه‌عطف بزرگی است و اگر به‌خوبی کار کند، ما باید قبل‌از شروع کارآزمایی بالینی، به مدل‌های حیوانی پیش‌بالینی رجوع نماییم. هدف و نقشه راه ما این است».
Ref
ACS Synthetic Biology.April 2017
