طراحی واکسن HIV و هدف قرار دادن نقاط ضعف ویروس

HIV چیست؟

احتمالاً پیش‌تر درباره HIV و واکسن HIV شنیده‌اید، اما آیا می‌دانید دقیقاً این ویروس به چه شکل عمل میکند؟ آگاهی از این ویروس، خطرات، علائم، نحوه انتقال و سایر اطلاعات مرتبط اهمیت زیادی دارد.

تعریف HIV

HIV مخفف ویروس نقص ایمنی انسانی (Human Immunodeficiency Virus) است، ویروسی که مستقیماً به سیستم ایمنی بدن حمله می‌کند. به همین دلیل، افرادی که به این ویروس مبتلا می‌شوند، در برابر بیماری‌ها و عفونت‌های دیگر آسیب‌پذیرتر هستند، زیرا سیستم ایمنی آن‌ها به‌درستی عمل نمی‌کند. اگر HIV درمان نشود، ممکن است به مرحله پیشرفته‌تری به نام ایدز (سندرم نقص ایمنی اکتسابی) تبدیل شود.

HIV از طریق تماس با مایعات خاص بدن فرد مبتلا منتقل می‌شود. این مایعات شامل خون، مایع منی، مایعات واژنی، مایعات پیش‌منی، مایعات رکتوم و شیر مادر است. به همین دلیل، انتقال HIV اغلب از طریق رابطه جنسی محافظت‌نشده یا استفاده مشترک از ابزارهای تزریقی مانند سرنگ و سوزن رخ می‌دهد.

مراحل عفونت HIV

عفونت HIV سه مرحله مختلف دارد که عبارتند از:

1. مرحله ۱: عفونت حاد HIV
   این مرحله اولیه پس از ورود ویروس به بدن است و معمولاً با علائمی شبیه سرماخوردگی یا آنفولانزا همراه است.
2. مرحله ۲: عفونت مزمن HIV
   در این مرحله، ویروس به‌آرامی تکثیر می‌شود و ممکن است فرد علائمی نداشته باشد، اما همچنان می‌تواند ویروس را به دیگران منتقل کند.
3. مرحله ۳: سندرم نقص ایمنی اکتسابی (ایدز)
   این مرحله پیشرفته عفونت HIV است که سیستم ایمنی به شدت ضعیف شده و بدن دیگر قادر به مقابله با عفونت‌ها و بیماری‌ها نیست.

با آگاهی و اقدامات پیشگیرانه، می‌توان از انتقال HIV جلوگیری و کیفیت زندگی افراد مبتلا را بهبود بخشید.

طراحی واکسن HIV

از زمان ارتباط اچ‌آی‌وی با ایدز در سال ۱۹۸۳، محققان به دلیل جهش‌های سریع ویروس با چالش‌های بزرگی برای تولید واکسنی موثر مواجه بوده‌اند که بتواند پاسخ ایمنی کافی برای جلوگیری از عفونت ایجاد کند. ایین مک‌فرسون، استادیار دانشگاه هاوایی در دانشکده پزشکی جان ای. برنز، به‌تازگی کمک‌هزینه‌ای از مؤسسه ملی بهداشت دریافت کرده است تا واکسنی را توسعه دهد که بخش‌های پایدار و کم‌تغییر ویروس را هدف قرار دهد.

مک‌فرسون اظهار داشت:

«توسعه واکسن HIV یکی از پیچیده‌ترین چالش‌ها در علم پزشکی است. هدف ما این است که یک ایمونوژن طراحی کنیم که بتواند از مردم در برابر گونه‌های مختلف HIV محافظت کند و به کاهش شیوع این ویروس کمک کند.»

او توضیح داد که جهش‌های مکرر HIV، فرآیند توسعه واکسن را بسیار دشوار کرده است. به همین دلیل، محققان روی بخش‌های پایدار پروتئین اسپایک ویروس تمرکز کرده‌اند تا آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده گسترده (bnAbs) ایجاد کنند که قابلیت مقابله با چندین سویه ویروس را داشته باشند. مک‌فرسون اضافه کرد: «اگر یک آنتی‌بادی بتواند به بخش پایداری از پروتئین اسپایک HIV متصل شود، می‌تواند تعامل ویروس را مسدود کرده، آن را خنثی کند و از عفونت جلوگیری کند.»

طراحی واکسنی موثرتر

تحقیقات مک‌فرسون بر تسریع تولید آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده گسترده از طریق هدف‌گیری سلول‌های B خاص متمرکز است. این واکسن جدید به گونه‌ای طراحی شده است که سیستم ایمنی بدن را به سمت سلول‌های B‌ای هدایت کند که قادر به تولید این آنتی‌بادی‌های کلیدی هستند و به آن‌ها در توسعه موثرتر کمک می‌کند.

او در این پژوهش با اکسل لر، استاد دیگر دانشکده JABSOM، همکاری می‌کند و از مهندسی مولکولی و ابزارهای هوش مصنوعی برای آزمایش طراحی واکسن روی مدل‌های موش انسانی استفاده می‌کند. در صورت موفقیت، این روش می‌تواند به بهبود واکسن‌هایی برای ویروس‌های دیگر، مانند آنفولانزا و کووید-۱۹، کمک کند.

مک‌فرسون، که زاده هاوایی است، تحقیقات در زمینه واکسن HIV را از دوران تحصیلات پسادکتری خود آغاز کرده و در سال ۲۰۱۷ به دانشگاه هاوایی پیوسته است. او گفت: «پیشرفت‌های شگرفی در زمینه تولید واکسن HIV انجام شده و امیدواریم بتوانیم سهمی در حل این چالش مهم داشته باشیم.»

کارگاه آموزش طراحی واکسن با رویکرد بیوانفورماتیکی

پیشتر و در مقاله “اصول طراحی واکسن و کاربردهای آن در عصر حاضر” متوجه شدیم که طراحی واکسن یک فرایند پیچیده، زمان‌بر و پرهزینه است، اما با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی می‌توان این فرایند را سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر کرد. در کمپ بیوانفورماتیک، در قالب دوره‌ای تخصصی، مراحل طراحی واکسن با رویکرد بیوانفورماتیکی را از “ژنوم تا واکسن” به شما آموزش می‌دهیم. اگر به طراحی واکسن‌هایی برای مقابله با بیماری‌های مختلف علاقه‌مند هستید، می‌توانید با کلیک روی لینک زیر در این دوره شرکت کنید.

آموزش طراحی واکسن با رویکرد بیوانفورماتیکی