O echipă de cercetători din cadrul La Jolla Institute for Immunology (LJI), din California, a dezvoltat o nouă metodă de proiectare a vaccinurilor, capabilă să ofere protecţie împotriva unui spectru larg de virusuri. Folosind analiza datelor şi inteligenţa artificială (AI), echipa a identificat regiuni conservate ale virusurilor pe care celulele imune le pot recunoaşte, deschizând calea către vaccinuri universale ce ar putea preveni formele grave ale bolilor provocate de coronavirusuri şi alte virusuri cu potenţial pandemic.
Majoritatea vaccinurilor sunt concepute pentru a oferi imunitate împotriva unui singur agent patogen. De exemplu, vaccinurile împotriva varicelei (cauzată de virusul varicelo-zosterian) au fost dezvoltate doar pentru a combate această boală. Însă, în urma pandemiei de Covid-19, oameni de ştiinţă din domeniul imunologiei din întreaga lume încearcă să depăşească modelul tradiţional al vaccinurilor pentru un singur patogen.
Aşa cum raportează în revista Cell, echipa LJI a dezvoltat un sistem pentru a sprijini crearea de „vaccinuri universale”. Acestea ar viza familii întregi de virusuri şi variantele provenite din mutaţii. Dacă va avea succes, această abordare ar putea duce la vaccinuri capabile să neutralizeze atât variante emergente ale SARS-CoV-2, cât şi multe alte virusuri cu potenţial pandemic.
Multe virusuri fac parte din familii virale mari şi au trăsături comune. Virusul care provoacă Covid-19, numit SARS-CoV-2, este un tip de coronavirus (CoV vine de la coronavirus). Asta înseamnă că SARS-CoV-2 este strâns înrudit cu coronavirusurile răcelii comune, dar şi cu MERS-CoV şi SARS-CoV. Toate aceste coronavirusuri au „conservate” anumite fragmente din proteine, care au rămas neschimbate de-a lungul evoluţiei. Împărtăşind multe caracteristici aceste virusuri înrudite sunt recunoscute de unele dintre celulele sistemului imunitar.
Celulele T sunt globule albe (leucocite) care pot identifica şi distruge celulele infectate, oprind răspândirea infecţiei. În studii anterioare, cercetătorii au descoperit că unele celule T cu reactivitate încrucişată pot detecta aceste locuri conservate, numite epitop, pentru a ţinti atât SARS-CoV-2, cât şi coronavirusurile răcelii comune.
Laboratorul LJI lucrează la identificarea şi localizarea acestor regiuni conservate, lucru esenţial pentru dezvoltarea unui vaccin universal împotriva coronavirusurilor. Odată ce oamenii de ştiinţă ştiu unde trebuie să atace, pot dezvolta vaccinuri care să inducă imunitate eficientă prin celule T împotriva multor tipuri de coronavirusuri, inclusiv împotriva variantelor care nu au apărut încă.
„Este important să se inducă un răspuns cu anticorpi neutralizanţi, şi am arătat că celulele T sunt mult mai stabile în contextul variantelor virale, întrucât ele analizează toate proteinele virusului”, explică conf. uiv. dr. Alba Grifoni, cercetător la LJI.
Cercetătorii cunosc existenţa unor epitopi conservaţi, inclusiv localizaţi pe proteina „spike” a coronavirusului. Totuşi, identificarea celor care declanşează cel mai puternic răspuns al celulelor T este dificilă, dar datele experimentale sugerează prezenţa şi a altor epitopi promiţători încă nedescoperiţi complet.
Pentru a identifica aceste regiuni conservate, echipa a extras şi analizat date din Immune Epitope Database (IEDB), o resursă publică proiectată şi coordonată de oamenii de ştiinţă de la LJI. IEDB a furnizat date despre peste 200 de epitopi ai coronavirusurilor descoperiţi de cercetători din întreaga lume.
Echipa a colaborat îndeaproape cu virologii de la J. Craig Venter Institute (JCVI) pentru a compara asemănările dintre epitopii diferitelor tipuri de coronavirusuri. Cercetătorii au folosit platforme speciale pentru analiza datelor biologice, inclusiv metode bazate pe AI, pentru a identifica asemănări între coronavirusuri. După obţinerea rezultatelor, echipa a analizat modul în care celulele T recunosc diverşi epitopi ai coronavirusurilor, atât dintre cei localizaţi pe proteina „spike”, cât şi din afara acesteia. Cartografierea acestei activităţi a celulelor T le oferă cercetătorilor un reper esenţial pentru dezvoltarea unor răspunsuri imunologice încrucişate, capabile să ţintească eficient coronavirusurile.
„Ideea este că, dacă apare un nou coronavirus, s-ar putea să nu putem preveni infecţia, dar am putea preveni spitalizarea”, spune Grifoni.
Procesul dezvoltat de echipa LJI ar putea fi folosit pentru a identifica epitopi conservaţi ai celulelor T în cazul mai multor virusuri respiratorii (precum paramixovirusurile, inclusiv virusul rujeolic şi virusul Nipah, sau enterovirusurile, inclusiv A71 şi D68) şi chiar al unor specii virale care provoacă febră hemoragică (precum virusul Lassa şi virusul Junin).
