تعزيز فعالية اللقاح من خلال الجسيمات النانوية المعدنية العضوية

تعزيز اللقاحات باستخدام الجسيمات النانوية المعدنية العضوية

Vaccines work by safely exposing the body to pathogens, “teaching” the immune system how to react the day it meets the actual disease-causing virus or bacteria. The issue is that for the immune system to do so, it needs to be exposed to a minimum quantity of pathogens or fragments, which can sometimes be difficult.

لذلك، تستخدم اللقاحات التقليدية محسنات مثل الألمنيوم لتعزيز استجابة جهاز المناعة. ومع ذلك، يمكن أن تسبب هذه المحسنات آثارًا جانبية غير مرغوب فيها لأنها تحفز جميع ردود فعل الجهاز المناعي، وليس فقط تلك المقصودة من اللقاح.

قد يكون فريق بحثي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا قد وجد حلًا لزيادة فعالية اللقاح باستخدام نوع جديد من المحسنات يستفيد من تقنية النانو. استخدموا جسيمًا نانويًا يُسمى إطارًا معدنيًا عضويًا (MOF) يعمل كمحسن يعزز استجابة مناعية محددة بدلاً من استجابة عامة كما هو الحال مع المحسنات التقليدية.

The research involved Robert Langer, an MIT Institute professor, and Dan Barouch, a professor at Harvard Medical School.

كيف تعمل الجسيمات النانوية المعدنية العضوية

الورقة البحثية المنشورة explains that they used a MOF called ZIF-8, a zinc ion attached to four molecules of imidazole, an organic compound. This is the first time the mechanisms of how ZIF-8 works have been elucidated.

قام الباحثون بتضمين بروتين الشوكة الخاص بـ SARS-CoV-2 داخل بنية جسيمات ZIF-8 التي يتراوح حجمها بين 100-200 نانومتر، حيث يسمح هذا الحجم للماكروفاجات بابتلاعها أو لدخولها إلى العقد اللمفاوية. تتحلل جسيمات الـ MOF، مما يُسلم البروتين الفيروسي مباشرة إلى جهاز المناعة.

المصدر: Science Advances

إذن، يعمل أساسًا عن طريق توجيه الجسيمات الفيروسية إلى جهاز المناعة للكشف عنها بدلاً من تحفيز الجهاز المناعي بأكمله ليتعرف على الجسيمات الفيروسية في مجرى الدم. أدى استهداف الجسيمات الفيروسية إلى استجابة محددة جدًا تعتمد على الجرعة للبروتين الخاص بـ COVID، وكانت رد فعل أكبر مقارنةً بالبروتين بدون الـ MOF.

ما يجعله مفيدًا بشكل خاص هو أنه يحاكي طريقة بناء الجسم للمناعة ضد الفيروس، حيث يتم هضم الفيروس وتفكيكه إلى قطع يتم تذكرها لإنشاء مناعة طويلة الأمد. لذا، من منظور جهاز المناعة، لا يوجد فرق كبير بين جسيم ZIF-8 وجسيم فيروسي حقيقي.

المصدر: Science Advances

ما هو المستقبل للجسيمات النانوية المعدنية العضوية ولقاحات MOF؟

فتح اكتشاف طريقة استخدام الـ MOF دون محسن الطريق لجيل جديد تمامًا من اللقاحات قد تكون أكثر أمانًا وكفاءة.

ميزة أخرى هي أن هذه اللقاحات التي تستخدم وحدات فرعية من البروتينات أرخص وأسهل في التصنيع مقارنةً بلقاحات الـ RNA. لذا يمكن أن تحافظ على تنافسية تصاميم اللقاحات التقليدية حتى ضد موجات لقاحات الـ mRNA الجديدة قيد التطوير.

ستكون الخطوة التالية إجراء اختبارات إضافية لضمان سلامة ZIF-8 الآن بعد إثبات قدرته على تعزيز تأثيرات اللقاح. كما سيتعين تطوير إجراءات التصنيع الضخم بتكلفة منخفضة.

احتمال آخر هو أن ZIF-8 ليس النقطة النهائية للقاحات القائمة على الـ MOF. قد تعرض جسيمات نانوية مشابهة تأثيرًا مناعيًا أقوى، ملف أمان أفضل، أو تكون أسهل وأرخص في التصنيع الضخم.

أسهم شركات اللقاحات

1. Merck

على الرغم من أنه تم تجاوزه في إجمالي الإيرادات خلال السنوات القليلة الماضية من قبل شركات لقاحات كوفيد-19، لا يزال Merck يحتل المرتبة الأولى بين بائعي اللقاحات غير المتعلقة بكوفيد-19. من بين أفضل مبيعاته لقاح مكافحة فيروس الورم الحليمي البشري (HPV) Gardasil، محققًا 8.8 مليار دولار في عام 2023، ونمو إيرادات هائل خلال السنوات الثلاث الأخيرة.

المصدر: Merck

تسعى الشركة أيضًا لإطلاق لقاح جديد للالتهاب الرئوي مع تاريخ PDUFA المحدد لقاح V116 في يونيو 2024 وخمسة لقاحات أخرى في خط أنابيب البحث والتطوير.

المصدر: Merck

تحسين كفاءة اللقاحات وتقليل الحاجة إلى المحسنات التي قد تسبب آثارًا جانبية سيكون ذا اهتمام كبير لشركات مثل Merck، التي اضطرّت بانتظام للتعامل مع جدل حول لقاحاتها، والتي قد تسبب بعض الأمراض النادرة، بما في ذلك Gardasil.

لذا، بينما كانت لقاحات الـ mRNA هي السائدة بسبب الجائحة، لا تزال التصاميم التقليدية القائمة على البروتينات قائمة ويمكن أن تكون مربحة بشكل كبير.

2. GSK

تُعد GSK لاعبًا كبيرًا آخر في إنتاج اللقاحات، لا سيما مع لقاح منيعوي متقدم 5 في 1 (للمسحة الدماغية) حقق إيرادات بقيمة 1.1 مليار دولار في عام 2022، رغم أنه لم يُعتمد بعد في السوق الأمريكية.

تعمل الشركة أيضًا على توسيع مجموعة لقاحاتها. تم اعتماد لقاح RSV المستهدف للبالغين الذين تتراوح أعمارهم بين 50-59 سنة في يناير 2024، وهو الأول المتاح لهذه الفئة. هناك المزيد من اللقاحات قيد التطوير، بما في ذلك لـ:

• الحزام الناري.
• الإنفلونزا.
• أمراض المكورات السحائية.
• أمراض المكورات الرئوية.
• التهاب الكبد الوبائي ب
• فيروس الهربس البسيط

تتوقع GSK أن يواصل قطاع اللقاحات النمو بمعدل نمو سنوي مركب يتراوح في أرقام عالية من خانة واحدة بالمئة.

تركز GSK على الأمراض المعدية، من خلال اللقاحات والمضادات الحيوية الجديدة، لتلبية حاجة ملحة في ظل تزايد مقاومة المضادات الحيوية والأوبئة الجديدة. كما أنها مزود بالمحسنات أو خدمات التصنيع لقاحات الشركات الأخرى، مما يضعها في موقع مميز للاستفادة من تحسينات اللقاحات التقليدية وتصنيعها على نطاق واسع.

3. Sanofi

تُعد Sanofi (SNW.DE ) (SNY ) رائدة أخرى كبيرة في سوق اللقاحات، مع حضور قوي في لقاح الإنفلونزا السنوي. كما أنها رائدة في مجال المناعة بشكل عام، لا سيما بفضل Duxipent، وهو علاج مضاد للحساسية.

المصدر: Sanofi Vaccines Investor Event

تعتمد جهود البحث والتطوير في Sanofi على كل من تقنيات اللقاحات التقليدية ولقاحات الـ mRNA. بحلول عام 2025، تتوقع تقديم ما لا يقل عن 5 مرشحين جدد لللقاحات من فئة “الأفضل في فئتها” في المرحلة الثالثة من التجارب السريرية.

وبالتالي، تتوقع الشركة أن تنمو مبيعات اللقاحات إلى أكثر من 10 مليارات دولار بحلول عام 2030، معظمها من الريادة المستمرة في الإنفلونزا، والنمو في لقاحات RSV، والمكورات الرئوية، وأسواق الـ mRNA الجديدة.

كما تعمل على منصات تكنولوجيا المناعة المبتكرة، مثل الروابط الدوائية للأجسام المضادة، SYNTHORIN، والاستفادة من خلايا القاتل الطبيعي (NK) في الجسم، بالإضافة إلى دمج هذه التقنيات مع الذكاء الاصطناعي والبحث الجيني.

المصدر: Sanofi

توسّع Sanofi في المجالات التي تميل فيها اللقاحات إلى الأداء الضعيف، مثل الرضع الذين يمتلكون جهاز مناعة غير ناضج. كما تسعى أيضًا لتوسيع إمكانات اللقاحات، لا سيما من خلال استهداف حب الشباب.

يمكن أن يكون تحسين الكفاءة، مثل استخدام الـ MOF لإنشاء استجابة مناعية قوية، مسارًا جديدًا للشركة لتقديم أداء طبي أفضل، خاصةً للأمراض أو الحالات التي فشلت فيها اللقاحات تاريخيًا في الأداء بشكل كافٍ.