مُنحت جائزة نوبل في الطب اليوم الاثنين لعالمين أدى عملهما إلى تطوير لقاحات mRNA ضد كوفيد-19.
وبينما كانت البلدان تستعد لطرح تلك اللقاحات، ألقت وكالة أسوشيتد برس نظرة على كيفية تطوير اللقاحات بهذه السرعة. فيما يلي القصة الأصلية، التي نُشرت لأول مرة في 7 ديسمبر 2020.
___
كيف يمكن للعلماء أن يسابقوا لقاحات كوفيد-19 بهذه السرعة دون اختصار؟ وقد ساعدت البداية المسبقة – على مدى عقد من البحث وراء الكواليس، الذي جعل تكنولوجيا اللقاحات الجديدة تستعد لمواجهة التحدي تمامًا مع اندلاع فيروس كورونا.
وقال الدكتور أنتوني فوسي، كبير خبراء الأمراض المعدية في الولايات المتحدة، لوكالة أسوشيتد برس: “إن السرعة هي انعكاس لسنوات من العمل الذي مضى من قبل”. “هذا ما يجب على الجمهور أن يفهمه.”
إن إنشاء اللقاحات والحصول على نتائج من الدراسات الدقيقة بعد أقل من عام من اكتشاف العالم لمرض لم يسبق له مثيل هو أمر لا يصدق، حيث أنه يختصر سنوات من التطور الطبيعي. لكن المتسابقين الأمريكيين الأوفر حظا تم صنعهما بطريقة تجعل التنمية الأسرع قد تصبح هي القاعدة – خاصة إذا أثبتت نجاحها على المدى الطويل، كما تشير الاختبارات المبكرة.
“الدوخة الشديدة” هي الطريقة التي وصف بها الدكتور سي بادي كريش، خبير اللقاحات في جامعة فاندربيلت، ردود أفعال العلماء عندما أظهرت دراسات منفصلة أن كلا اللقاحين كانا فعالين بنسبة 95٪ تقريبًا.
وقال كريش في مؤتمر صحفي لجمعية الأمراض المعدية الأمريكية: “أعتقد أننا ندخل العصر الذهبي لعلم اللقاحات من خلال امتلاك هذه الأنواع من التقنيات الجديدة”.
كلتا الجرعتين – إحداهما صنعتها شركتا Pfizer وBioNTech، والأخرى صنعتها شركة Moderna والمعاهد الوطنية للصحة – تسمى لقاحات messenger RNA، أو mRNA، وهي تقنية جديدة تمامًا. ومن المقرر أن يقرر المنظمون الأمريكيون هذا الشهر ما إذا كانوا سيسمحون بالاستخدام في حالات الطوارئ، مما يمهد الطريق للجرعات المقننة التي ستبدأ مع العاملين في مجال الصحة وسكان دور رعاية المسنين.
من المؤكد أن المليارات من تمويل الشركات والحكومة أدت إلى تسريع تطوير اللقاح – ولسوء الحظ، فإن العدد الضخم من الإصابات يعني أن العلماء لم يضطروا إلى الانتظار طويلاً لمعرفة أن اللقاحات تبدو فعالة.
ولكن قبل وقت طويل من ظهور كوفيد-19 على الرادار، تم وضع الأساس إلى حد كبير من خلال مسارين مختلفين من الأبحاث، أحدهما في المعاهد الوطنية للصحة والآخر في جامعة بنسلفانيا – ولأن العلماء تعلموا القليل عن الفيروسات التاجية الأخرى من الفيروسات التاجية السابقة تفشي مرض السارس ومتلازمة الشرق الأوسط التنفسية.
وقال الدكتور تال زاكس، كبير المسؤولين الطبيين في شركة موديرنا ومقرها ماساتشوستس: “عندما بدأ الوباء، كنا على أساس قوي من حيث العلم” والخبرة في التعامل مع الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA).
تقليديًا، يتطلب صنع اللقاحات زراعة فيروسات أو أجزاء من الفيروسات – غالبًا في أحواض عملاقة من الخلايا، أو في بيض الدجاج، كما هو الحال مع معظم لقاحات الأنفلونزا – ثم تنقيتها قبل الخطوات التالية في تخمير اللقاحات.
يختلف نهج mRNA اختلافًا جذريًا. ويبدأ بمقتطف من الشفرة الجينية التي تحمل تعليمات لصنع البروتينات. اختر بروتين الفيروس المناسب لاستهدافه، وسيتحول الجسم إلى مصنع لقاحات صغير.
وقال الدكتور درو وايزمان من جامعة بنسلفانيا: “بدلاً من إنتاج فيروس في برميل سعة 50 ألف لتر وتعطيله، يمكننا توصيل الحمض النووي الريبوزي (RNA) وأجسامنا تصنع البروتين، الذي يبدأ الاستجابة المناعية”.
قبل خمسة عشر عامًا، كان مختبر وايزمان يحاول تسخير mRNA لصنع مجموعة متنوعة من الأدوية واللقاحات. لكن الباحثين وجدوا أن مجرد حقن الشفرة الوراثية في الحيوانات يسبب التهابا ضارا.
اكتشف وايزمان وزميلته كاتالين كاريكو، التي تعمل الآن في BioNTech، تعديلًا صغيرًا على كتلة بناء من الحمض النووي الريبي (RNA) المزروع في المختبر، مما سمح له بالمرور دون أن يتم اكتشافه عبر الحراس المسببين للالتهاب.
وقال الدكتور فيليب دورميتزر، كبير المسؤولين العلميين في شركة فايزر: “يمكنهم بشكل أساسي صنع حمض نووي ريبوزي خفي”.
وأضاف باحثون آخرون طبقة دهنية تسمى الجسيمات النانوية الدهنية، والتي ساعدت الحمض النووي الريبوزي الخفي على الوصول بسهولة إلى الخلايا والبدء في إنتاج البروتين المستهدف.
وفي الوقت نفسه، في المعاهد الوطنية للصحة، اكتشف فريق الدكتور بارني جراهام الهدف الصحيح، وهو كيفية استخدام بروتين “سبايك” المسمى على نحو مناسب والذي يغطي فيروس كورونا لتجهيز جهاز المناعة بشكل صحيح.
التصميم الصحيح أمر بالغ الأهمية. اتضح أن البروتينات السطحية التي تسمح لمجموعة متنوعة من الفيروسات بالالتصاق بالخلايا البشرية هي متغيرة الشكل، حيث تعيد ترتيب شكلها قبل وبعد اندماجها في مكانها. قم بتحضير اللقاح باستخدام الشكل الخاطئ ولن يمنع العدوى.
وأوضح فوسي: “يمكنك وضع نفس الجزيء بطريقة ما ونفس الجزيء بطريقة أخرى والحصول على استجابة مختلفة تمامًا”.
كان هذا اكتشافًا في عام 2013، عندما كان جراهام، نائب مدير مركز أبحاث اللقاحات التابع للمعاهد الوطنية للصحة، وزميله جيسون ماكليلان يحققان في لقاح فاشل منذ عقود ضد الفيروس المخلوي التنفسي، وهو مرض يصيب الجهاز التنفسي لدى الأطفال.
لقد توصلوا إلى البنية الصحيحة لبروتين RSV وتعلموا تعديلات وراثية تعمل على تثبيت البروتين في الشكل الصحيح لتطوير اللقاح. واستمروا في تطبيق هذا الدرس على فيروسات أخرى، بما في ذلك البحث عن لقاح لفيروس كورونا، وهو قريب من فيروس كوفيد-19، على الرغم من أن الأمر لم يكن قد قطع شوطا طويلا عندما بدأ الوباء.
وقال جراهام لوكالة أسوشييتد برس في فبراير قبل اختبار لقاح المعاهد الوطنية للصحة لأول مرة على البشر: “هذا ما جعلنا في وضع يسمح لنا بالقيام بذلك بسرعة”. “بمجرد حصولك على تلك التفاصيل على المستوى الذري، يمكنك هندسة البروتين ليكون مستقرًا.”
وبالمثل، دخلت شركة BioNTech الألمانية في عام 2018 في شراكة مع شركة Pfizer ومقرها نيويورك لتطوير لقاح أنفلونزا أكثر حداثة يعتمد على الحمض النووي الريبوزي mRNA، مما أعطى الشركتين بعض المعرفة المبكرة حول كيفية التعامل مع هذه التكنولوجيا.
“كان هذا كله في طور التخمير. قال دورميتزر من شركة فايزر: “هذا لم يأت من العدم”.
في يناير الماضي، بعد وقت قصير من الإبلاغ عن فيروس كورونا الجديد في الصين، قام الرئيس التنفيذي لشركة BioNTech، أوغور شاهين، بتغيير التروس واستخدم نفس الطريقة لإنشاء لقاح لفيروس كورونا.
كانت شركة موديرنا تستخدم أيضًا mRNA لتطوير لقاحات ضد الجراثيم الأخرى بما في ذلك فيروس زيكا الذي ينقله البعوض، وقد أظهرت الأبحاث واعدة ولكن ذلك لم يتحرك بسرعة منذ أن انحسر تفشي زيكا.
ثم في المعاهد الوطنية للصحة، استيقظ جراهام يوم السبت 11 يناير ليرى العلماء الصينيين قد شاركوا الخريطة الجينية لفيروس كورونا الجديد. حصل فريقه على العمل على بروتين سبايك ذو الشكل الصحيح. وبعد أيام، أرسلوا إلى شركة موديرنا تلك الوصفة، وبدأ سباق اللقاحات.
___
يتلقى قسم الصحة والعلوم في وكالة أسوشيتد برس الدعم من قسم تعليم العلوم التابع لمعهد هوارد هيوز الطبي. AP هي المسؤولة الوحيدة عن جميع المحتويات.