ทบทวนวัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้า

วัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้ามีราคาไม่แพงและง่ายต่อการจัดการมากกว่าการรักษา แต่วัคซีนเหล่านั้นก็มีข้อเสียอย่างใหญ่หลวงเช่นกัน: "วัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้าไม่สามารถป้องกันได้ตลอดชีวิต คุณต้องทำให้สัตว์เลี้ยงของคุณได้รับการกระตุ้นทุกปีเป็นเวลาสามปี" ศาสตราจารย์ Erica Ollmann Saphire, Ph.D. จาก LJI กล่าว "ตอนนี้ วัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้าสำหรับมนุษย์และสัตว์เลี้ยงทำจากไวรัสที่ตายแล้ว แต่กระบวนการยับยั้งนี้อาจทำให้โมเลกุลผิดรูป ดังนั้นวัคซีนเหล่านี้จึงไม่แสดงรูปแบบที่ถูกต้องต่อระบบภูมิคุ้มกัน หากเราทำได้ดีกว่านี้ วัคซีนที่มีรูปร่าง โครงสร้างดีกว่า ภูมิคุ้มกันจะอยู่ได้นานไหม" Saphire และทีมของเธอ ร่วมกับทีมที่นำโดย Hervé Bourhy, Ph.D. จาก Institut Pasteur อาจค้นพบเส้นทางสู่การออกแบบวัคซีนที่ดีขึ้น ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในScience Advancesนักวิจัยได้แบ่งปันหนึ่งในรูปลักษณ์ที่มีความละเอียดสูงของ glycoprotein ของไวรัสพิษสุนัขบ้าในรูปแบบ "trimeric" ที่เปราะบาง "ไกลโคโปรตีนจากพิษสุนัขบ้าเป็นโปรตีนเพียงชนิดเดียวที่โรคพิษสุนัขบ้าแสดงออกบนพื้นผิวของมัน ซึ่งหมายความว่ามันจะเป็นเป้าหมายหลักในการทำให้แอนติบอดีเป็นกลางในระหว่างการติดเชื้อ" Heather Callaway, Ph.D., Ph.D. ของ LJI Postdoctoral Fellow Fellow ซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้วิจัยกล่าว ผู้เขียนคนแรก “โรคพิษสุนัขบ้าเป็นไวรัสที่อันตรายถึงชีวิตที่สุดที่เรารู้จัก มันเป็นส่วนหนึ่งของประวัติศาสตร์ของเรามาก เราอยู่กับปีศาจของมันมาหลายร้อยปีแล้ว” แซฟไฟร์ ซึ่งดำรงตำแหน่งประธานและซีอีโอของ LJI กล่าวเสริม "แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยสังเกตเห็นการจัดระเบียบของโมเลกุลพื้นผิวของมัน สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจโครงสร้างดังกล่าวเพื่อสร้างวัคซีนและการรักษาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และเพื่อทำความเข้าใจว่าโรคพิษสุนัขบ้าและไวรัสอื่นๆ เข้าสู่เซลล์ได้อย่างไร" พิษสุนัขบ้าจำแลง นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบแน่ชัดว่าทำไมวัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้าจึงไม่สามารถป้องกันได้ในระยะยาว แต่พวกเขารู้ว่าโปรตีนที่เปลี่ยนรูปร่างได้นั้นเป็นปัญหา เช่นเดียวกับมีด Swiss Army ไกลโคโปรตีนจากพิษสุนัขบ้ามีลำดับที่คลี่ออกและพลิกขึ้นเมื่อจำเป็น ไกลโคโปรตีนสามารถเปลี่ยนกลับไปกลับมาระหว่างรูปแบบก่อนฟิวชัน (ก่อนหลอมรวมกับเซลล์เจ้าบ้าน) และรูปแบบหลังฟิวชัน นอกจากนี้ยังสามารถแยกออกจากกันได้โดยเปลี่ยนจากโครงสร้างทริมเมอร์ (ซึ่งสามสำเนามารวมกันเป็นมัด) เป็นโมโนเมอร์ (หนึ่งสำเนาโดยตัวมันเอง) การเปลี่ยนรูปร่างนี้ทำให้เสื้อคลุมล่องหนชนิดหนึ่งของ โรคพิษสุนัขบ้า แอนติบอดีของมนุษย์ถูกสร้างขึ้นเพื่อจดจำตำแหน่งเดียวบนโปรตีน พวกเขาไม่สามารถติดตามได้เมื่อโปรตีนเปลี่ยนรูปเพื่อซ่อนหรือย้ายไซต์เหล่านั้น การศึกษาครั้งใหม่นี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เห็นภาพที่สำคัญของรูปแบบไกลโคโปรตีนที่ถูกต้องเพื่อกำหนดเป้าหมายการป้องกันแอนติบอดี จับไกลโคโปรตีนในที่สุด ตลอดระยะเวลาสามปีที่ผ่านมา คัลลาเวย์ทำงานเพื่อทำให้ไกลโคโปรตีนพิษสุนัขบ้าคงตัวและแช่แข็งให้อยู่ในรูปของไตรเมอริก รูปแบบ "พรีฟิวชัน" นี้เป็นรูปร่างที่ไกลโคโปรตีนใช้ก่อนที่จะแพร่เชื้อไปยังเซลล์ของมนุษย์ คัลลาเวย์จับคู่ไกลโคโปรตีนกับแอนติบอดีของมนุษย์ ซึ่งช่วยให้เธอระบุตำแหน่งหนึ่งที่โครงสร้างของไวรัสเสี่ยงต่อการโจมตีของแอนติบอดี จากนั้น นักวิจัยได้จับภาพไกลโคโปรตีนแบบ 3 มิติโดยใช้อุปกรณ์กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่แข็งที่ล้ำสมัยที่ LJI โครงสร้าง 3 มิติใหม่เน้นคุณสมบัติหลักหลายประการที่นักวิจัยไม่เคยเห็นมาก่อน ที่สำคัญ โครงสร้างแสดงโครงสร้างไวรัสสองส่วนหลักที่เรียกว่า ฟิวชันเปปไทด์ ซึ่งเป็นลักษณะที่ปรากฏในชีวิตจริง ลำดับทั้งสองนี้เชื่อมโยงด้านล่างของไกลโคโปรตีนกับเยื่อหุ้มไวรัส แต่จะฉายเข้าไปในเซลล์เป้าหมายระหว่างการติดเชื้อ เป็นเรื่องยากมากที่จะได้ภาพที่คงที่ของลำดับเหล่านี้ ในความเป็นจริง นักวิจัยโรคพิษสุนัขบ้าคนอื่น ๆ ต้องตัดมันออกเพื่อพยายามรับภาพของไกลโคโปรตีน คัลลาเวย์แก้ปัญหานี้ด้วยการจับ rabies glycoprotein ในโมเลกุลของผงซักฟอก "นั่นทำให้เราเห็นว่าลำดับฟิวชันแนบกันอย่างไรก่อนที่มันจะพุ่งสูงขึ้นระหว่างการติดเชื้อ" แซฟไฟร์กล่าว ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์มีมุมมองที่ชัดเจนเกี่ยวกับโครงสร้างของไวรัสนี้แล้ว พวกเขาสามารถออกแบบวัคซีนที่บอกร่างกายถึงวิธีสร้างแอนติบอดีเพื่อกำหนดเป้าหมายไวรัสได้ดีขึ้น "แทนที่จะสัมผัสกับรูปร่างของโปรตีนที่แตกต่างกันสี่บวก ระบบภูมิคุ้มกันของคุณควรเห็นเพียงอันเดียว - อันที่ถูกต้อง" คัลลาเวย์กล่าว "สิ่งนี้อาจนำไปสู่วัคซีนที่ดีกว่า" ป้องกันครอบครัวของไวรัส แซฟไฟร์หวังว่าภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่งและกว้างขึ้นจะช่วยให้ผู้คนสัมผัสกับสัตว์เป็นประจำ เช่น สัตวแพทย์และเจ้าหน้าที่ดูแลสัตว์ป่า ตลอดจนผู้คนหลายพันล้านคนที่อาจสัมผัสกับสัตว์ที่เป็นโรคพิษสุนัขบ้าโดยไม่ได้ตั้งใจ โรคพิษสุนัขบ้าเป็นโรคเฉพาะถิ่นในทุกทวีปยกเว้นทวีปแอนตาร์กติกา และแพร่เชื้อไปยังสัตว์หลายชนิด รวมทั้งสุนัข แร็กคูน ค้างคาว และสกั๊งค์ งานใหม่นี้อาจเปิดประตูสู่วัคซีนเพื่อป้องกันไวรัสสกุลลิสซาทั้งหมด ซึ่งรวมถึงโรคพิษสุนัขบ้าและไวรัสที่คล้ายคลึงกันที่สามารถแพร่กระจายระหว่างมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ขั้นตอนต่อไปในงานนี้คือการจับภาพไวรัสโรคพิษสุนัขบ้าและญาติของไวรัสให้มากขึ้นพร้อมกับแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลาง คัลลาเวย์กล่าวว่านักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อแก้ปัญหาโครงสร้างเหล่านี้ ซึ่งอาจเปิดเผยเป้าหมายของแอนติบอดีที่ลิสซาไวรัสมีเหมือนกัน "เนื่องจากเราไม่มีโครงสร้างเหล่านี้ของไวรัสพิษสุนัขบ้าในสถานะโครงสร้างนี้มาก่อน จึงเป็นเรื่องยากที่จะออกแบบวัคซีนในวงกว้าง" คัลลาเวย์กล่าว