توسعه واکسن: فرآیند را می توان با یک ابزار تصویربرداری آنتی بادی تسریع کرد

یک رویکرد جدید تصویربرداری پاسخ آنتی‌بادی به واکسن‌ها را سریع‌تر از فناوری‌های کنونی نظارت می‌کند که می‌تواند طراحی واکسن را تسریع کند.

سلامت

۱۹ ژانویه ۲۰۲۲

توسط کاریسا ونگ

با تجزیه و تحلیل تصاویر با وضوح بالا، یک کامپیوتر می تواند به سرعت توالی اسیدهای آمینه موجود در آنتی بادی ها را پیش بینی کند. این می تواند ماه ها از زمان لازم برای نظارت بر پاسخ های آنتی بادی در طول توسعه واکسن کوتاه شود.

اندرو وارد از تحقیقات اسکریپس در کالیفرنیا می‌گوید: «این میانبری برای فرآیندی است که معمولاً ماه‌ها طول می‌کشد تا با مجموعه‌ای از ابزارها و تکنیک‌های کنونی به دست آید.

آنتی ژن ها، مانند پروتئین اسکلتی SARS-CoV2، اجزای اصلی واکسن ها هستند. آنها باعث می شوند سیستم ایمنی طیف وسیعی از آنتی بادی ها را علیه آنتی ژن تولید کند، اما برخی از آنها برای پاسخ ایمنی مفیدتر از بقیه هستند. به عنوان مثال، مفیدترین آنتی بادی ممکن است از ورود ویروس به سلول جلوگیری کند، در حالی که آنتی بادی دیگر ممکن است بر این فرآیند تأثیر نگذارد.

وارد می‌گوید: «آنتی‌ژن‌ها سطوح بزرگی هستند، بنابراین آنتی‌بادی‌ها می‌توانند آنها را به روش‌های مختلف مورد هدف قرار دهند، اما معمولاً یک زیرگروه کوچک بیشتر کار را انجام می‌دهند.

وارد می‌گوید نگاه به نسبت آنتی‌بادی‌های «هدف» مفید به آنتی‌بادی‌های «غیر هدف» کمتر مفید حاصل از واکسیناسیون، به ما کمک می‌کند واکسن را بهبود بخشیم تا پاسخ را به سمت تولید آنتی‌بادی‌های محافظ بیشتر هدایت کنیم.

با این حال، این کار زمان می برد. معمولاً شامل تعیین توالی DNA سلول‌های B تولیدکننده آنتی‌بادی، تولید آنتی‌بادی از توالی‌ها و سپس تصویربرداری از ساختار این آنتی‌بادی‌ها برای پیش‌بینی محل اتصال آن‌ها به آنتی‌ژن است.

وارد و همکارانش اکنون روش سریع تری را توسعه داده اند. آنها از ساختارهای آنتی بادی منجمد با استفاده از تکنیکی به نام میکروسکوپ الکترونی برودتی تصویربرداری کردند و یک الگوریتم کامپیوتری طراحی کردند که به سرعت توالی اسید آمینه آنتی بادی ها را بر اساس ساختار آنها پیش بینی می کند.

محققان برای آزمایش رویکرد خود، ماکاک های رزوس را با آنتی ژن HIV واکسینه کردند که باعث می شد میمون ها آنتی بادی تولید کنند. سپس از دو میمون خون گرفتند و هر نمونه را با آنتی ژن HIV یک شبه مخلوط کردند.

روز بعد، آن ها از آنتی ژن های متصل به آنتی بادی در هر نمونه به صورت انبوه تصویربرداری کردند که نقشه های دقیقی از ساختارهای مختلف آنتی بادی در نمونه ها و نحوه اتصال آنها به آنتی ژن تهیه کرد.

این رویکرد به شما اجازه می دهد تا همه پاسخ های آنتی بادی را در یک زمان در نظر بگیرید نه یک بار در یک زمان [as with traditional approaches]وارد می گوید.

سپس محققان بر روی یک آنتی بادی از هر میمون تمرکز کردند و از یک الگوریتم کامپیوتری برای مقایسه ساختار آنتی بادی با یک کتابخانه شناخته شده از توالی های آنتی بادی موجود در میمون ها استفاده کردند تا بتوانند توالی های موجود را پیدا کنند که به بهترین وجه با ساختارها مطابقت دارد.

آن‌ها از توالی‌های پیش‌بینی‌شده آنتی‌بادی‌هایی ساختند و تأیید کردند که ساختارهای آنتی‌بادی با تصاویر اصلی مطابقت دارند. آنتی‌بادی‌های سنتز شده نیز به همان روشی که آنتی‌بادی‌های تصویر شده اولیه به آنتی‌ژن متصل می‌شوند.

وارد می‌گوید: «این یک ابزار دگرگون‌کننده برای طراحی واکسن و درمان‌های مبتنی بر آنتی‌بادی است.

مرجع مجله: پیشرفت علم، DOI: 10.1126 / sciadv.abk2039

برای دریافت خلاصه ای از همه اخبار سلامت و تناسب اندام که باید بدانید، هر شنبه برای دریافت خبرنامه سلامت رایگان ما ثبت نام کنید.

بیشتر در مورد این موضوعات: