נורה בתרופה

חיסונים של ברייס צ'אקריאן בהתאמה אישית, חלקיק אחד בכל פעם

התמונה על המסך נראית כמו כדורגל משובש, משובץ כתמים אדומים, ירוקים וכחולים (וכמה נקודות צהובות אקראיות)

אבל לכדור המוזר הזה אין שום קשר לספורט. במקום זאת, היא מייצגת דרך חדשה ונועזת לבנות משהו שכנראה קיבלת מהרופא שלך לפני שנים: חיסון.

תחת מיקרוסקופ, הכדור המהמם הזה מתרבה לכמה זהים בתמונה בגווני אפור. "זה רק מעטפת הנגיף", מסביר ברייס צ'אקריאן, דוקטור.

במשך עשרות שנים פגזים אלה - המכונים חלקיקים דמויי וירוסים או VLPs - נותנים לו יתרון מול יריביו במגרש שלהם.

צ'אקריאן, פרופסור וסגן יו"ר המחלקה לגנטיקה מולקולרית ומיקרוביולוגיה, גדל באזור המפרץ, שם עבד אביו כימאי ב- NASA. למרות שלדבריו מדע לא נדון לעתים קרובות בביתם, צ'אקריאן הלך לאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, במהלך מהפכת הביולוגיה המולקולרית בשנות השמונים.

שם, הוא למד גנטיקה חיידקית, ובסופו של דבר קיבל דוקטורט במיקרוביולוגיה באוניברסיטת וושינגטון תוך לימוד וירוס חיסוני אנושי (HIV) עם ג'ולי אוברבו, דוקטורט. "במעבדה ההיא התעניינתי לבדוק בעצם אינטראקציות של מארח-פתוגן", אומר צ'קריאן.

בדרך כלל, המערכת החיסונית שומרת על פולשים זרים, כולל וירוסים. "וירוסים הם מבנים ייחודיים", אומר צ'אקריאן. "הם שונים מאוד מדברים שיש לך בגוף." בגלל הגיאומטריה הייחודית שלהם המערכת החיסונית שלך יכולה לזהות את הנגיף ולהילחם בו.

כמה וירוסים ופתוגנים מצאו דרכים להסתיר את איכויותיהם החייזריות, באמצעות "מגן" של סוכרים המאפשרים להם להימנע מזיהוי או להתפתח לפני שמזהים אותם. "כל אלה הם בעלי מה שנקרא וריאציה אנטיגנית, כך שהחלבונים משתנים כל הזמן כדי להתחמק מתגובות חיסוניות", אומר צ'אקריאן.

אז איך מנצחים וירוס שכבר עלה על המערכת החיסונית שלכם? במילים פשוטות, אתה מחקה את זה.

צ'אקריאן למד זאת לראשונה בעבודה עם ג'ון שילר, דוקטורט, אחד החוקרים שעבודתם הובילה לחיסון נגד נגיף הפפילומה האנושי (HPV), במכון הלאומי לסרטן. "זו הייתה תקופה מרגשת במעבדה כי הם פיתחו את טכנולוגיית החלקיקים דמויי הנגיף", נזכרת צ'אקריאן.

הצוות של שילר גילה כי עודף של חלבונים ויראליים יכול לשזור את עצמו באופן ספונטני לחלקיק שנראה כמו וירוס, אך חסר את החלקים המדבקים. כאשר צ'אקריאן התחיל במעבדה של שילר, הם החלו להשתמש בחלקיקים אלה כדי ליצור חיסונים, כולל אחד עבור HPV. "מכיוון שהוא נראה כמו הנגיף", מסביר צ'אקריאן, "אם אתה משתמש בו כאימונוגן, הוא מעורר תגובות נוגדנים שיכולות להגן עליך מפני הידבקות בנגיף".

זו הייתה רק ההתחלה של מה הטכנולוגיה הזו יכולה לשמש.

תוהה האם ניתן להשתמש בחלקיקים אלה בחיסונים למצבים אחרים, והחל צ'קריאן להוסיף דברים ל- VLP שבדרך כלל לא יגרמו לתגובה חיסונית. אלה כללו חלקים של החלבונים שלנו - כמו CCR -5, הקולטן המעורב בזיהום HIV, או TNF -a, חלבון המעורב בדלקת פרקים ופסוריאזיס - המטופלים לעיתים קרובות בנוגדנים המיוצרים באופן תרופתי.

"ביסודו של דבר, זה עובד", קובע צ'אקריאן. "אנו לוקחים חתיכה קטנה של TNF-a או CCR5, מערכים אותה על פני השטח של ה- VLP ולאחר מכן משתמשים ב- VLP אלה כאימונוגן. אתה יכול לקבל תגובות ממש ממש חזקות נגד אנטיגנים עצמיים."

על ידי רוויית ה- VLPs עם אנטיגנים עצמיים אלה, Chackerian רואה ייצור נוגדנים חזק יותר על ידי המערכת החיסונית הנמשך זמן רב יותר מאשר טיפולים אחרים. זה פותח פתח לחיסונים יעילים יותר נגד מחלות שאף אחד לא יראה אותן כמניעה.

"אחת הסיבות מדוע חשבנו שחיסון עשוי להיות רעיון טוב היא שנוגדנים חד שבטיים, בפרט, הם באמת יקרים וחיסונים הם בדרך כלל זולים", אומר צ'קריאן. מחקר משנת 2018 שפורסם ב אמריקן ג 'ורנל של טיפול מנוהל דיווח כי העלות השנתית הממוצעת של טיפולים בנוגדן חד שבטיים למחלות כמו סרטן או מחלות לב וכלי דם הייתה כ -100,000 אלף דולר.

"זו יכולה להיות דרך לספק אלטרנטיבה לטיפולים מבוססי נוגדנים חד שבטיים", הוא אומר.

בשנת 2004, מצא צ'אקריאן חוקרים אחרים שאפשר לפתח איתם טכנולוגיה רב תכליתית זו לאחר שנכנס לתפקיד סגל ב- UNM. הוא מצא במהירות שותף לדייוויד פיבודי, דוקטורט, ששיתף עניין בעבודה זו ולמד בקטריופאגים - וירוסים המכוונים לחיידקים - במשך עשרות שנים.

צ'אקריאן מסביר כי הפאגים של פיבודי לא הצליחו להתארגן רק ל- VLP, אלא שקל יותר לייצר חלקיקים אלה ולצרף אליהם פיסות אנטיגן קצרות. הוא אומר ששיתוף הפעולה הזה היה חיוני למקום שבו עבודתם נמצאת כיום.

"זה היה נהדר - אנחנו בעצם מנהלים מעבדה משותפת", מסביר צ'קריאן. "תמיד טוב שיש אנשים שיזרקו מהם רעיונות".

הלך הרוח השיתופי שלו התרחב לכמה מעבדות אחרות במחלקות אחרות בקמפוס. "זה היה דבר ממש נחמד בעבודה ב- UNM - הקמת שיתופי הפעולה האלה הייתה קלה", הוא אומר.

הם גם משתפים פעולה עם אוניברסיטאות ברחבי הארץ, לומדים חיסונים למלריה, כלמידיה וזיקה, כמו גם כולסטרול גבוה וסרטן.

עבודתם של Chackerian ו- Peabody הניבה פטנטים מרובים, כמו גם גישה חדשה לשימוש ב- VLP: גילוי מטרות חיסוניות באמצעות ספרייה של מטרות פוטנציאליות.

"הרעיון מאחורי מערכת אחרת זו הוא שהיא בעצם מבטלת את כל התהליך הזה (ניסוי וטעייה)", הוא מסביר. "אנחנו יכולים ליצור את הספריות האקראיות האלה ואז לראות אילו מהן מתאימות ביותר לכל מה שאנחנו רוצים למקד".

פלטפורמת ה- VLP מונעת היעד שלהם הפכה לבסיס לחברת ביוטכנולוגיה חדשה בשם Agilvax, אותה סייעו צ'אקריאן ופיבודי ולשמש לה חברות מועצה מייעצות. החברה משתמשת כעת בפלטפורמה לפיתוח חיסון לסרטן השד.

למרות הקריירה הרב-גונית שלו, צ'אקריאן מאמין שמורשתו שוכנת גם בדור החוקרים הבא. הוא מעביר את הידע והתשוקה שלמד ממוריו לתלמידיו ולטכנאים שלו.

"היה לי ממש מזל שעבדתי כל כך הרבה אנשים מעולים במעבדה", הוא אומר ומוסיף שצפייה בהם עוברים לקריירה שלהם הייתה מתגמלת בדיוק כמו שלו.

המטרה הנוכחית של צ'אקריאן היא לקבל חיסון לניסויים קליניים, אם כי הוא יודע שזה יהיה מאתגר. "יש לנו חיסונים נגד רוב הדברים שבהם קל להכין חיסון", הוא מסביר, "אז מה שנותר הם הדברים הקשים".

עם זאת, נראה שזה לא מפריע לו - במקום זאת, הדבר מניע את רצונו ללמוד כמה שיותר מהמומחים איתם הוא משתף פעולה על מנת להשתמש ב- VLP שלו לטיפולים טובים יותר.

"אני אוהב להיות באקדמאים", הוא אומר. "אני אוהב להיות איש המו"פ - טוב, יותר ה- R ולא האדם D - זה הדברים שאני אוהב לעשות."