כאשר שפעת הציפורים H5N1 ממשיכה להתפתח ולחצות מינים, החוקרים חושפים כיצד טכנולוגיות החיסון האחרונות, הננו -רפואה ו- AI יכלו לעצב את עתיד ההגנה המגיפה.
שפעת גיוון וירוסים ומארח שפיכה. (א) העברת IAV. IAV קופץ מהמאגר הטבעי שלה לבעלי חיים שונים, כולל בעלי חיים מעובדים, העוברים הסתגלות לסביבה ביולוגית חדשה זו. הנגיף יכול להדביק בני אדם באופן ספורדי או לרכוש תכונות העברה אנושיות-אנושיות ולהיות אנדמיות כמו תת-סוגים המסתובבים כיום H1N1 ו- H3N2 הגורמים למגיפות שנתי. (ב) ציר זמן H5 ו- H5N1. ההתפרצות הראשונה של HPAI H5N1 דווחה בשנת 1959 והתגלתה לראשונה בבני אדם בשנת 1997, מה שהוביל ל 6 מקרי מוות. מאז, H5N1 ותת -סוגים מתעוררים אחרים (למשל, H5N6 ו- H5N8) גרמו למספר התפרצויות עם הרוגים רבים אנושיים. לאחרונה, Clade H5N1 החדש 2.3.4.4. גרם להתפרצות בפרות החלב האמריקאיות, לאחר מכן שהועברו לבני אדם (עובדי חוות חלב), ומאיימים על בריאות האדם. נוצר עם ביורנדר.
הנוף הבריאותי העולמי נזכר באופן מוחלט בסיכון המגיפה הקשור לנגיפים זונוטיים עם מינים מארחים מרובים. במאמר של פנינים שנערך לאחרונה, א סקירה תמציתית וחינוכית שפורסמה בכתב העת PLOS פתוגניםהמחברים בדקו כיצד נגיפי שפעת A מתעוררים, ובמיוחד המגלגלוטינין המסוכן 5 נוירמינידאז 1 (H5N1) תת -סוג, התפתחות ומתחמקת מטיפולים ואסטרטגיות חדישות חדשות שיכולות לעזור לשלוט על התפרצויות עתידיות.
נגיף שפעת: סיכון זואנוטי והתפתחות
נגיפי שפעת A (IAVs) מתפתחים ללא הרף ומהווים איום מגיפה ייחודי מכיוון שהם יכולים לשפוך ממיני בעלי חיים שונים לבני אדם. בניגוד לזני שפעת עונתית, כמה תת -סוגים, כמו H5N1, מקורם בציפורים וגרמו להתפרצויות קטלניות אצל יונקים אחרים. דיווחים אחרונים מפרטים את העברת H5N1 במגוון רחב של בעלי חיים, כולל בקר, עם עדות לבקר לבקר ולשפך אנושי לאחר מכן, וכתוצאה מכך מוות אחד בקרב 70 מקרים אנושיים שאושרו. שיעור ההרוגים הכולל של המקרים לזיהומי H5N1 הוא כ 52%.
יתרה מזאת, למרות שקיימים חיסונים ותרופות אנטי -ויראליות, הם לעתים קרובות נופלים בגלל המוטציה המהירה של הנגיף ומצב מחדש של הנגיף, המאפשרים לו להתחמק מהגנות חיסוניות וטיפולים. בנוסף, גיוון גנטי גבוה, במיוחד בחלבוני השטח של הנגיף, מסבך את תכנון החיסון, ומגביל את השימוש בחיסונים הנוכחיים כדי למקד לזנים ספציפיים. נגיפי החיסון למועמדים (CVVs) לכל תת -סוגי ה- H5 מאוחדים, ועוזרים לקצר את זמני התגובה להתפרצויות. עם זאת, חיסונים ל- H5N1 הראו חיסוני חיסוני לקוי במחקרים, אפילו עם מסייעים. התנגדות אנטי -ויראלית הולכת וגוברת, מה שמקשה על ניהול זיהומים והדגשת הצורך באסטרטגיות חדשניות יותר למאבק בזיהומי IAV. במאמר Pearls מציין גם כי אנשים מבוגרים עשויים לשמור על חסינות חלקית ל- H5N1 עקב חשיפה קודמת לנגיפי H1N1 או H2N2 עונתיים במהלך הילדות.
אתגרים ואסטרטגיות בקרה נוכחיות
בסקירה חינוכית זו ערכו המחברים סקירה מקיפה כדי להעריך את האסטרטגיות הנוכחיות והמתעוררות למניעה וטיפול בזיהומי IAV, במיוחד אלה הנגרמים על ידי סוג המשנה H5N1. הם בדקו את המגוון ואת מגוון ה- IAV של IAV, והתמקדו בגנום החומצה הריבונוקלאית המפולגת של הנגיף (RNA) המאפשר מוטציה ומצב מחדש גנטי ומאפשר ל- IAVs להסתגל במהירות ולהדביק מינים חדשים, כולל בני אדם.
המאמר ניתח אז את הפיתוח והמגבלות של החיסונים הנוכחיים. היא תיארה כיצד נבחרים נגיפי החיסון למועמדים על סמך זנים המסתובבים באמצעות מערכות מעקב גלובליות, עם עדכונים המופעלים על ידי ירידה פי ארבעה או יותר בנטרול נטרל נוגדנים כנגד זנים נפוצים. המחברים דנו גם בפלטפורמות חיסונים שונות, כולל שיטות ייצור מסורתיות מבוססות ביצים ותאים וטכנולוגיות RNA Messenger RNA (MRNA) חדשות יותר (LNP).
בנוסף, מאמר Pearls סקר את שלושת המעמדות העיקריים של תרופות אנטי -ויראליות שאושרו על ידי סוכנויות רגולטוריות: חוסמי תעלות יונים M2, מעכבי נוירמינידאז ומעכבי פולימראז ויראליים. חוסמי ערוצי M2 יונים (אמנטדין) אינם מומלצים עוד למונותרפיה בגלל עמידות לתרופות, אך נתונים אחרונים במבחנה מצביעים על פעילות מסוימת כנגד Clade H5N1 2.3.4.4b. מחקרים שונים שנכללו בסקירה העריכו גם את היעילות של תרופות אלה כנגד מחלקה H5N1 2.3.4.4b באמצעות נתונים חוץ גופיים וב- vivo. Baloxavir ו- Favipiravir הוכיחו במבחנה וביעילות in vivo כנגד Clade H5N1 2.3.4.4.
יתר על כן, המאמר בדק מספר רב של מולקולות קטנות, פפטידים ונוגדנים מונוקלוניים שנבדקו במחקרים קליניים כדי לחקור טיפולים אנטי -ויראליים עתידיים. היא בחנה גם תגליות אחרונות בביולוגיה נגיפית, כמו תכלילים נגיפיים, שהם מבנים ללא קרום המנוצלים על ידי הנגיף במהלך הזיהום. היא הציעה למקד את תכונותיהם הפיזיות כדי לעכב שכפול נגיפי. המאמר מציין כי הנזילות של תכלילים אלה חיונית לשכפול ויראלי וכי התקשות עיבויים אלה יכולה לדכא את שכפול הנגיף של שפעת A in vivo, המייצגת אסטרטגיה אנטי -ויראלית חדשה.
חידושים וכיוונים עתידיים
מאמר Pearls דיווח כי זנים מתעוררים של שפעת A, ובמיוחד Clade H5N1 2.3.4.4b, מתפתחים במהירות, ומציגים אתגרים רציניים לאסטרטגיות מניעה וטיפול עדכניות. עם זאת, מספר התפתחויות מבטיחות בין חיסונים, תרופות אנטי -ויראליות וטכנולוגיות מעקב מציעות תקווה לשיפור השליטה בהתפרצויות עתידיות.
באופן ספציפי, בעוד שחיסונים מסורתיים הם ספציפיים למתן ולעתים קרובות איטיים להתאמה, חיסונים חדשים מבוססי mRNA הוכיחו תגובות חיסוניות חזקות במחקרים קליניים מוקדמים כנגד זנים שעלולים לגורמים למגיפה כמו H5N1. עם זאת, המאמר מציין כי דווח על תגובות חיסוניות חזקות במחקרי שלב I בגין חיסוני mRNA הממוקדים ל- H10N8 ו- H7N9, ואילו מועמדים ספציפיים ל- H5N1 עדיין נמצאים בבדיקות פרה-קליניות. חיסונים אלה עשויים להתגבר על התגובות החיסוניות החלשות שנראו עם ניסוחים ישנים יותר.
יתר על כן, בקרב תרופות אנטי -ויראליות, מעכבי נוירמינידאז קיימים, כמו אוסלטמיביר, ומעכבי פולימראז כמו Baloxavir עדיין מראים פעילות כנגד זני H5N1 האחרונים. מחקרים שנערכו לאחרונה במבחנה מראים כי נגיפי H5N1 2.3.4.4.4B רגישים לתרופות אלה, ואפילו לחוסמי תעלות יונים M2, אם כי האחרונים אינם מומלצים כרגע לשימוש בגלל עמידות נרחבת. Favipiravir, מעכב פולימראז נוסף, מראה גם יעילות חוץ גופית וב- vivo. כמה תרופות ישנות יותר כמו אמנטדין חוסם תעלות M2, אם כי כבר לא מומלצות עקב התנגדות, עשויות עדיין לעבוד במקרים ספציפיים.
יתר על כן, מועמדים חדשים לתרופות, כולל נוגדנים מונוקלונליים ומולקולות קטנות כמו DAS181 וניטאזוקסניד, נמצאים בשלבים שונים של התפתחות קלינית ומראים הבטחה נגד זני וירוסים עמידים.
אחת התובנות המבטיחות ביותר מהמאמר כוללת מיקוד לתכלילים נגיפיים, עיבוי ביו -מולקולרי בו הנגיף משתמש כדי לשכפל. שינוי המאפיינים הפיזיים של תאים אלה הוכח כמדכא שכפול נגיפי. המאמר מדגיש כי עיבויים ללא קרום אלה מסתמכים על "נזילות", ו"התקשות "אותם מעכבים שכפול in vivoו פרט מכניסטי זה תומך עוד יותר במחלקה החדשה של אסטרטגיות אנטי -ויראליות.
עם זאת, המאמר גם ציין כי מודלים לבדיקת תרופות זקוקים לשיפור. מערכות מודל חיות נוכחיות לרוב אינן מצליחות לתפוס את המורכבות של רקמות אנושיות. אימוץ נרחב של מודלים מתקדמים, כמו איברים על שבב ומערכות רלוונטיות אנושיות אחרות, הוא עדיין מוגבל, ורוב המודלים של בעלי החיים הפרה-קליניים אינם משכפלים לחלוטין את המחלה או ההעברה האנושית. טכנולוגיות כמו מערכות אורגן על שבב ומיגון מלאכותי (AI) מבוססי כלים מבוססי תרופות כמו Alphafold צפויים לחולל מהפכה בזיהוי ובדיקת אנטי-ויראלים חדשים. כלי AI לא רק מאיצים את עיצוב המולקולות אלא יכולים גם לחזות התנגדות ולייעל אופטימיזציה של בחירת יעד התרופות.
ננו -טכנולוגיה יכולה גם לשפר את אספקת הטיפול והיעילות, כאשר חלק מהננו -חלקיקים כבר מראים את היכולת להפחית את העומס והדלקת הנגיפית במחקרי בעלי חיים. בעוד שהמאמר דן בחלקיקים ננו-חלקיקים של מתכת וחמצן (כמו זהב, כסף, תחמוצת אבץ, זירקוניה) כסוכני ספקטרום רחבים כנגד נגיפי שפעת A, עדות למודל של בעלי חיים ליעילות כנגד H5N1 מוצגות לרוב עבור זירקוניה (ZRO₂) וננו-ננו-ננו. ניתן לשלב גם חלקיקים ננו -חלקיקים עם אנטי -ויראלים קונבנציונליים כדי לשפר את היעילות. עם זאת, המחברים הכירו בכך שההתפתחות הבלתי צפויה של הנגיף הופכת את המאתגר לעצב פתרונות אוניברסליים.
מסקנות
בסך הכל, מאמר Pearls הדגיש את הצורך הדחוף לחשוב מחדש על האסטרטגיות שלנו נגד נגיפי שפעת A. בעוד שחיסונים חדשים, תרופות אנטי-ויראליות וכלים טכנולוגיים מציעים דרכים מבטיחות קדימה, ההתפתחות המהירה של וירוסים כמו H5N1 ממשיכה לעלות על גישות קיימות רבות. הממצאים העלו כי פתרונות חדשניים, החל מגילוי סמים בסיוע AI לננו-רפואה, הם מכריעים לשיפור המוכנות ולהפחתת האיום העולמי שמציב התפרצויות שפעת עתידיות.
