Κορωνοϊός: Πόσο κοντά βρισκόμαστε σε ένα υπέρ-εμβόλιο;

Μακροπρόθεσμα, η καλύτερη λύση για την αντιμετώπιση της COVID-19, θα ήταν η ανάπτυξη ενός καθολικού, υπέρ – εμβολίου, ικανού να αντιμετωπίσει τόσο τις υφιστάμενες όσο και τις πιθανά επερχόμενες μεταλλάξεις του μέλλοντος.

Πόσο πιθανό όμως είναι ένα τέτοιοι ενδεχόμενο;

Σύμφωνα με ρεπορτάζ του The Conversation, υπάρχουν στον ορίζοντα αρκετές επιστημονικές υποψηφιότητες για τη επίτευξη ενός τέτοιου στόχου– είναι δε πιθανό ένα τέτοιο εμβόλιο για χρήση στους  ανθρώπους να μπορέσει να αναπτυχθεί μέσα στους επόμενους 12 μήνες.

«Το άγιο δισκοπότηρο»

Ο Ρίτσαρντ Χάτσετ, CEO του Συνασπισμού Καινοτομίας για Ετοιμότητα στις Επιδημίες (Cepi), που ιδρύθηκε το 2017 και έχει ως στόχο την χρονική σύντμηση της ανάπτυξης εμβολίων ενάντια σε νέες μολυσματικές ασθένειες μέσα σε διάστημα 100 ημερών, χαρακτήρισε τα εμβόλια αυτά ως «το άγιο δισκοπότηρο». Υποστήριξε, ωστόσο, ότι μπορεί να χρειαστούν χρόνια δουλειάς για την ανάπτυξή τους.

Ειδικότερα, σύμφωνα με τον ίδιο: «Εάν θες να μεγαλώσει ένα δέντρο, το καλύτερο που μπορείς να κάνεις είναι το έχεις φυτέψει πριν από 20 χρόνια. Και αν δεν το έχεις κάνει, τότε το δεύτερο καλύτερο που μπορείς, είναι να το φυτέψεις σήμερα».

Ερωτηθείς σχετικά με το ποια στάδια θα πρέπει να περάσει το καλύτερο δυνατό εμβόλιο προκειμένου να καταπολεμήσει την Covid, ο ίδιος τόνισε τα εξής:

«Αυτό δεν το γνωρίζουμε ακόμη με ακρίβεια. Αυτή είναι η προφανώς πρώτη μας επαφή με τον ιό και τον έχουμε δει να εξαπλώνεται και να ξεδιπλώνεται με το πέρασμα του χρόνου… Συγκεντρώνουμε ακόμη πληροφορίες και εμπειρία πάνω σε αυτό. Νομίζω πως πρέπει να έχουμε λίγη ταπεινοφροσύνη σχετικά με το τι γνωρίζουμε αυτή τη στιγμή καθώς και τι μπορούμε να γνωρίζουμε. Πρέπει απλά να είμαστε σε επαγρύπνηση».

Γιατί μεταλλάσσεται ο κορωνοϊός;

Οι επιστήμονες δεν δείχνουν να εκπλήσσονται που ο ιός μεταλλάσσεται. Όλοι οι ιοί το κάνουν ατό. Περνούν συχνά μέσα από γενετικές μεταβολές καθώς τα εργαλεία αναπαραγωγής τους δεν είναι τέλεια. Είναι λίγο πολύ σαν το παιχνίδι του «τηλεφώνου», στο οποίο τα παιδιά επαναλαμβάνουν αυτό που νομίζουν ότι άκουσαν, κάνοντας στην πορεία λάθη έτσι ώστε το τελικό μήνυμα να είναι πολύ διαφορετικό από το αρχικό. Όταν ένας ιός αναπτύσσει μία ή περισσότερες μεταλλάξεις, θεωρείται ως «παραλλαγή» του αρχικού ιού.

Η διαδικασία της μετάλλαξης βοηθά τους ιούς να προσαρμοστούν και να επιβιώσουν οποιαδήποτε απειλή από το ανοσοποιητικό του ξενιστή όπως επίσης και από τον εμβολιασμό ή τις φαρμακευτικές θεραπείες καθώς και τον φυσικό «ανταγωνισμό». Οι ιοί μεταβάλλονται ταχύτερα όταν βρίσκονταν κάτω από τέτοιου είδους πιέσεις.

Οι επιστήμονες παρακολουθούν τις γενετικές παραλλαγές του κορωνοϊού ήδη από την αρχή της πανδημίας. Αυτό γίνεται ακολουθώντας το συνολικό RNA (γονιδίωμα) του ιού που συλλέγεται από δείγματα ασθενών. Το γονιδίωμα είναι το πλήρες σύνολο γενετικών οδηγιών που χρειάζεται ένας οργανισμός για να λειτουργήσει και να ευδοκιμήσει.

Μέχρι στιγμής, υπάρχουν πέντε νέες παραλλαγές του SARS-CoV-2 που προκαλούν ανησυχία. Η πρώτη (γνωστή και ως Άλφα) εντοπίστηκε για πρώτη φορά στη νοτιοανατολική Αγγλία τον Σεπτέμβριο του 2020. Οι υπόλοιπες εντοπίστηκαν λίγο καιρό αργότερο στη Νότια Αφρική (μετάλλαξη «Βήτα»), τη Βραζιλία («Γάμμα»), την Ινδία («Δέλτα») και το Περού («Λάμδα»).

Το ανησυχητικό με αυτές τις νέες παραλλαγές είναι ότι μεταδίδονται πιο εύκολα, και συνεπώς εξαπλώνονται ταχύτερα, κάτι που αυξάνει την πιθανότητα της επαναμόλυνσης και της εκ νέου έξαρσης κρουσμάτων. Κάθε αντίγραφο με SARS-CoV-2 που κυκλοφορεί εκεί έξω αυτή τη στιγμή, είναι μια παραλλαγμένη εκδοχή του αρχικού ιού, ενώ άλλες νεότερες παραλλαγές θα συνεχίσουν να εμφανίζονται.

Προκαταρκτικά στοιχεία ερευνών δείχνουν πως η πρώτη γενιά εμβολίων παρέχουν κάποια προστασία κατά των νέων παραλλαγών, βοηθώντας στη μείωση των σοβαρών περιστατικών νόσησης και των νοσηλειών. Ωστόσο, είναι πιθανόν να γίνουν λιγότερο αποτελεσματικά με το πέρασμα του χρόνου, καθώς ο ιός θα μεταλλάσσεται ακόμη περισσότερο και η ανοσία που έχουν αποκτήσει οι άνθρωποι – είτε μέσω εμβολιασμού είτε μέσω φυσικής μόλυνσης – θα αρχίσει να φθίνει.

Αναζητώντας αδύναμα σημεία

Σε ό,τι αφορά την ανάπτυξη ενός υπερ-εμβολίου, η βασικότερη ερώτηση, σύμφωνα με τον Χάτσετ, είναι το αν υπάρχουν αδύναμα σημεία που να υπάρχουν «σε όλους τους κορωνοϊούς ως οικογένεια, ενάντια στην οποία να μπορούν να αναπτυχθούν ανοσολογικές αποκρίσεις που να μας προστατεύουν αποτελεσματικά».

Το ζήτημα – κλειδί σε ό,τι αφορά την ανάπτυξη ενός τέτοιου εμβολίου είναι το ερώτημα σχετικά με το πόσο ευρεία κάλυψη θα πρέπει να παρέχει. Αυτό ήταν που επισήμανε ο Άντριου Γουόρντ από το Ινστιτούτο Ερευνών Scripps στην Καλιφόρνια.

Σύμφωνα με τον ίδιο: «Θα πρέπει να είναι SARS-CoV-2 και παραλλαγές; Θα πρέπει να είναι SARS-1 και SARS-2; Θα πρέπει να είναι όλη η υποομάδα των ιών SARS της οποίας οι  SARS-CoV-1 και 2 είναι αξιοσημείωτα μέλη, ή οι ιοί που μοιάζουν με τους SARS; Αυτό δεν είναι γνωστό».

Η δημιουργία ενός υπερεμβολίου αποτελεί μια μεγάλη πρόκληση. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες προσπαθούν εδώ και χρόνια αλλά δεν έχουν ακόμη καταφέρει να αναπτύξουν ένα υπερεμβόλιο για τη γρίπη ή για τον HIV. Εν μέρει, αυτό συμβαίνει επειδή οι πρωτεΐνες στην επιφάνεια των ιών αυτών συχνά αλλάζουν εμφάνιση. Αυτό καθιστά δύσκολη την αναγνώρισή τους από το ανοσοποιητικό μας.

Παρόλα αυτά, οι επιστήμονες έχουν κάνει τεράστιες προόδους τα τελευταία χρόνια σε ό,τι αφορά την κατανόηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ του ανοσοποιητικού και των ιών της γρίπης και του HIV. Πλέον, αξιοποιούν αυτή τη γνώση προκειμένου να αναπτύξουν ένα καθολικό εμβόλιο για τους κορωνοϊούς, οι οποίοι δεν μεταβάλλονται τόσο γρήγορα.

Τα εξουδετερωτικά αντισώματα

Ένα στοιχείο που βοήθησε στην ανάπτυξη των πρώτων εμβολίων κατά της Covid-19 ήταν η έντονη αύξηση των γνώσεων για την ατομική δομή των πρωτεϊνών που βρίσκονται στην επιφάνεια των ιών και των αντισωμάτων που συνδέονται με αυτούς.

Σύμφωνα με τον Γουόρντ, αυτό ενισχύθηκε σε μεγάλο βαθμό από τις εξελίξεις στη μικροσκοπία κρυοηλεκτρονικής. Με την τεχνική αυτή, ο Γουόρντ και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν πως οι κορωνοϊοί αποκτούν πρόσβαση και συνδέονται με τα ανθρώπινα κύτταρα με τη βοήθεια μιας μικρής ομάδας από αμινοξέα, που ονομάζονται S-2P, στην επιφάνεια των πρωτεϊνών – ακίδων τους. Αυτό αποτέλεσε ένα σημαντικό θεμέλιο για τη δημιουργία των εμβολίων Covid.

Άλλη μια σημαντική εξέλιξη ήταν η ανακάλυψη των ευρέως εξουδετερωτικών αντισωμάτων (bNAbs). Απομονώθηκαν για πρώτη φορά στις αρχές της δεκαετίας του 90 στον ορό ανθρώπων που έπασχαν από HIV-1. Τα αντισώματα αυτά εμφανίζονται μόνο σε μερικούς ανθρώπους μετά από χρόνια μόλυνσης και έχουν το πλεονέκτημα να εξουδετερώνουν πολλαπλά και ποικίλα στελέχη του ιού.

Η ανακάλυψή τους άνοιξε έναν νέο δρόμο σε ό,τι αφορά την ανάπτυξη εμβολίων. Ειδικότερα, κατέστησε πιθανή τη δημιουργία ενός καθολικού εμβολίου ενάντια στη γρίπη καθώς και εμβολίου κατά του HIV, το οποίο μέχρι στιγμής ήταν δύσκολο να αναπτυχθεί καθώς ο ιός μεταλλάσσεται πολύ γρήγορα.

Τα τρία υποψήφια εμβόλια

Αρκετές επιστημονικές ομάδες είχαν ήδη σημειώσει πρόοδο στον εν λόγω τομέα ακόμη και πριν την εμφάνιση της Covid-19. Ο στόχος τους ήταν η δημιουργία ενός εμβολίου που θα προκαλούσε την παραγωγή εξουδετερωτικών αντισωμάτων, τα οποία θα στοχοποιούσαν τον υποδοχέα της πρωτεΐνης ακίδας του κορωνοϊού.

Το πρώτο υποψήφιο εμβόλιο, για το οποίο κάνει λόγο ο Μπάρτον Χέινς, ανοσολόγος στο Πανεπιστήμιο Duke, περιλαμβάνει την επισύναψη μικρών στοιχείων του υποδοχέα από διάφορους κορωνοϊούς, σε νανοσωματίδιο πρωτεΐνης προκειμένου να χρησιμοποιηθεί ως πιθανό εμβόλιο.

Η μέθοδος αυτή έδειξε θετικά στοιχεία όταν δοκιμάστηκε σε μαϊμούδες, καθώς όχι μόνο εμπόδισε τον SARS-CoV-2 και τις νέες ανησυχητικές παραλλαγές του αλλά και τον SARS-CoV-1 καθώς και μια ομάδα κορωνοϊών, οι οποίοι εντοπίζονται σε νυχτερίδες και θα μπορούσαν να μεταδοθούν στους ανθρώπους στο μέλλον.

Για ένα δεύτερο πιθανό εμβόλιο έκανε λόγο η Πάμελα Μπιόρκμαν, ανοσολόγος στο Caltech. Η ομάδα της το ανέπτυξε βασίζοντάς το σε μια πλατφόρμα σωματιδίων ιού που δημιουργήθηκε για πρώτη φορά στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, το 2016.

Δοκιμές σε ποντίκια έδειξαν ότι μία μόνο δόση του εμβολίου θα μπορούσε να εξουδετερώσει πολλαπλούς κορωνοϊούς σε ανθρώπους και ζώα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που δεν περιλαμβάνονται στον σχεδιασμό του εμβολίου.

Τέλος, το τρίτο πολλά υποσχόμενο εμβόλιο αναπτύχθηκε από την ομάδα του Τζόναθαν Χίνι, ειδικός στη συγκριτική παθολογία από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ.

Βάσει λεπτομερούς ελέγχου της δομής του ιού, έχουν συνθέσει δομές DNA για σύνδεση σε συμβατικές πλατφόρμες εμβολίων και στην τελευταία τεχνολογία mRNA.

Έχει σχεδιαστεί ειδικά για να μην προκαλεί ακούσιες υπερφλεγμονώδεις αντιδράσεις, οι οποίες μερικές φορές μπορεί να θέσουν σε κίνδυνο τη ζωή κάποιου. Όπως φάνηκε από μελέτες σε ζώα, το υποψήφιο εμβόλιό τους παρείχε προστασία έναντι μιας ποικιλίας ιών, οι οποίοι καλύπτουν τους SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 και πολλούς κορωνοϊούς νυχτερίδων.

Κανένα από τα τρία υποψήφια εμβόλια δεν έχουν δοκιμαστεί σε ανθρώπους. Αυτό που αναπτύσσεται στο Cambridge πρόκειται να μπει στην πρώτη φάση των δοκιμών αυτό το φθινόπωρο, ενώ και εκείνο του Πανεπιστημίου Duke πλησιάζει σε αυτό το ορόσημο.

Τα υποψήφια εμβόλια του Κέιμπριτζ και του Caltech έχουν ως θετικό στοιχείο το γεγονός ότι μπορούν να παραχθούν σε συνθήκες που θα κάνουν την αποθήκευση και διανομή τους πολύ πιο εύκολη σε σχέση με εκείνη των υπαρχόντων εμβολίων mRNA (Moderna και Pfizer). Θα κάνουν μάλιστα την παραγωγή πολύ φθηνότερη, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της ίσης πρόσβασης στο εμβόλιο σε όλο τον κόσμο καθώς και για να τεθεί υπό έλεγχο η πανδημία.

Νέες πανδημίες

Παρόλο που οι επιστήμονες έχουν τα εργαλεία για την ανάπτυξη ενός εμβολίου ενάντια σε όλους τους κορωνοϊούς σε διάστημα ενός έτους, η ανάπτυξή του δεν θα έβαζε τέλος στα προβλήματα.

Οι αυξημένες συγκεντρώσεις του πληθυσμού, η κινητικότητα των ανθρώπων και οι οικολογικές αλλαγές σημαίνουν πως ο πλανήτης θα συνεχίσει να βρίσκεται αντιμέτωπος με την απειλή νέων πανδημιών.