بخاخ أنفي يحمي من الفيروسات التنفسية والبكتيريا والمواد المسببة للحساسية

في مجال التطورات الطبية، لطالما كان التوصل إلى لقاح شامل قادر على الحماية من أي مسبب للمرض بمثابة الكأس المقدسة، وهو أمر بعيد المنال كالإناء الأسطوري.

لكن باحثي كلية الطب بجامعة ستانفورد والمتعاونين معهم قد خطوا خطوة مذهلة إلى الأمام في هذا المسعى، حتى أنهم فاجأوا أنفسهم.

في دراسة جديدة أُجريت على الفئران، طوّر الباحثون تركيبة لقاح شاملة توفر الحماية ضد طيف واسع من الفيروسات التنفسية والبكتيريا وحتى مسببات الحساسية.

يُعطى اللقاح عن طريق الأنف - كرذاذ الأنف مثلاً - ويوفر حماية واسعة النطاق للرئتين لعدة أشهر.

في الدراسة التي نُشرت في مجلة ساينس، أظهر الباحثون أن الفئران التي تم تطعيمها كانت محمية ضد فيروس SARS-CoV-2 وفيروسات كورونا الأخرى، والمكورات العنقودية الذهبية، والأسينيتوباكتر بوماني (العدوى الشائعة المكتسبة في المستشفيات)، وعث غبار المنزل (مسبب شائع للحساسية).

في الواقع، أثبت اللقاح الجديد فعاليته ضد طيف واسع بشكل ملحوظ من الأمراض التنفسية التي اختبرها الباحثون، كما صرّح الدكتور بالي بوليندران، أستاذ علم الأحياء الدقيقة والمناعة، والمؤلف الرئيسي للدراسة.

إذا تم تطبيق هذا اللقاح على البشر، فإنه يمكن أن يحل محل العديد من الجرعات كل عام للعدوى التنفسية الموسمية ويكون جاهزًا في حالة ظهور فيروس وبائي جديد.

اللقاح الجديد يختلف عن أي لقاح مستخدم اليوم.

منذ تسعينيات القرن الثامن عشر، عندما صاغ الطبيب الإنجليزي إدوارد جينر مصطلح التطعيم (من الكلمة اللاتينية vacca التي تعني بقرة) للإشارة إلى استخدام جدري البقر للتطعيم ضد الجدري، اعتمدت جميع اللقاحات اللاحقة على المبدأ الأساسي نفسه: خصوصية المستضد.

أي أن اللقاح يحاكي مكونًا مميزًا من مسببات الأمراض - البروتينات الشوكية التي تغطي فيروس SARS-CoV-2، على سبيل المثال - لتحضير الجهاز المناعي للتعرف على مسببات الأمراض الحقيقية والاستجابة لها بسرعة.

قال بوليندران: "لقد كان هذا هو النموذج السائد في علم اللقاحات على مدى الـ 230 عامًا الماضية".

لكن اللقاحات المُخصصة لمستضدات معينة تفشل عندما يتحور العامل الممرض أو عندما تظهر عوامل ممرضة جديدة، ولهذا السبب، تُطرح جرعة مُعززة جديدة من لقاح كوفيد-19 ولقاح جديد للإنفلونزا كل عام.

"يتضح بشكل متزايد أن العديد من مسببات الأمراض قادرة على التحور بسرعة. ومثل النمر الذي يغير بقع جلده، يمكن للفيروس أن يغير المستضدات الموجودة على سطحه"، كما قال بوليندران.

معظم محاولات تطوير ما يُسمى باللقاح الشامل تهدف إلى تحقيق هدف متواضع يتمثل في تحفيز المناعة ضد عائلة كاملة من الفيروسات - جميع فيروسات كورونا أو جميع فيروسات الإنفلونزا، على سبيل المثال - وذلك عادةً عن طريق محاكاة مكونات فيروسية محفوظة تطوريًا وأقل عرضة للطفرات.

أما فكرة اللقاح الشامل الحقيقي القادر على مكافحة مسببات الأمراض المتنوعة فكانت ضربًا من الخيال.

قال بوليندران: "لقد اهتممنا بهذه الفكرة لأنها بدت غريبة بعض الشيء. أعتقد أنه لم يكن أحد يفكر بجدية في أن شيئًا كهذا يمكن أن يكون ممكنًا على الإطلاق".

مناعة متكاملة

لا يحاول اللقاح الجديد محاكاة أي جزء من مسببات الأمراض؛ بل يحاكي الإشارات التي تستخدمها الخلايا المناعية للتواصل مع بعضها البعض أثناء العدوى، وتدمج هذه الاستراتيجية الجديدة فرعي المناعة - الفطرية والتكيفية - مما يخلق حلقة تغذية راجعة تدعم استجابة مناعية واسعة النطاق

يُعد الجهاز المناعي التكيفي الركيزة الأساسية للقاحات الحالية، فهو ينتج عوامل متخصصة، مثل الأجسام المضادة والخلايا التائية، التي تستهدف مسببات الأمراض المحددة وتحتفظ بها لسنوات قادمة.

حظي جهاز المناعة الفطري، الذي ينشط في غضون دقائق من الإصابة بعدوى جديدة، باهتمام أقل لأنه عادةً ما يستمر لبضعة أيام فقط قبل أن يفسح المجال لجهاز المناعة التكيفي، كان يُنظر إليه على أنه مجرد تمهيد للعرض الرئيسي.

لكن فريق بوليندران كان مفتونًا بتعدد استخدامات الجهاز المناعي الفطري، والذي يتكون من أنواع عامة (مثل الخلايا المتغصنة والعدلات والبلعميات) التي تدمر أي شيء يعتبر مسببًا للأمراض.

وقال بوليندران: "إن الأمر المثير للإعجاب في النظام الفطري هو أنه يستطيع الحماية من مجموعة واسعة من الميكروبات المختلفة".

المناعة الفطرية قصيرة الأمد، لكنها توفر حماية شبه شاملة.

لطالما أشارت بعض الدلائل إلى أن المناعة الفطرية قد تدوم لفترة أطول في ظروف معينة. وأكثر الأمثلة دراسةً هو لقاح السل (BCG) ، الذي يُعطى لنحو 100 مليون مولود جديد سنوياً.

أظهرت الدراسات الوبائية والسريرية أنه يمكن أن يقلل من وفيات الرضع الناجمة عن عدوى أخرى، مما يشير إلى أن الحماية المتبادلة قد تستمر لأشهر. لكن هذه الظاهرة كانت غير متسقة وآليتها غامضة.

في عام 2023، نشر فريق بوليندران دراسة أجريت على الفئران توضح الآلية.

ومثل اللقاحات الأخرى، حث لقاح السل استجابة مناعية فطرية وتكيفية لدى الفئران، ولكن على نحو غير معتاد، استمرت الاستجابة الفطرية لعدة أشهر.

اكتشف الباحثون أن الخلايا التائية التي يتم تجنيدها إلى الرئتين كجزء من الاستجابة التكيفية كانت ترسل إشارات إلى خلايا المناعة الفطرية لإبقائها نشطة.

وقال بوليندران: "كانت تلك الخلايا التائية توفر إشارة حاسمة للحفاظ على تنشيط الجهاز المناعي الفطري، والذي يستمر عادةً لبضعة أيام أو أسبوع، ولكن في هذه الحالة، يمكن أن يستمر لمدة ثلاثة أشهر".

أظهر الباحثون أنه طالما ظلّت الاستجابة المناعية الفطرية نشطة، كانت الفئران محمية من فيروس سارس-كوف-2 وغيره من فيروسات كورونا.

وقد حددوا الإشارات التي ترسلها الخلايا التائية على أنها سيتوكينات تُنشّط مستقبلات استشعار مسببات الأمراض، والمعروفة باسم مستقبلات تول، على خلايا المناعة الفطرية.

قال بوليندران: "في تلك الورقة، تكهنّا بأنه بما أننا نعرف الآن كيف يقوم لقاح السل بتأثيراته الوقائية المتبادلة، فسيكون من الممكن صنع لقاح اصطناعي، ربما رذاذ أنفي، يحتوي على المزيج الصحيح من محفزات مستقبلات تول وبعض المستضدات لإدخال الخلايا التائية إلى الرئتين".

وأضاف: "بعد مرور عامين ونصف، أثبتنا أن ما كنا نتكهن به بالضبط ممكن في الفئران".

ضربة مزدوجة

يحاكي اللقاح الجديد، المعروف حاليًا باسم GLA-3M-052-LS+OVA، إشارات الخلايا التائية التي تحفز خلايا المناعة الفطرية في الرئتين بشكل مباشر.

كما أنه يحتوي على مستضد غير ضار، وهو بروتين بيض يسمى ألبومين البيض أو OVA، والذي يجذب الخلايا التائية إلى الرئتين للحفاظ على الاستجابة الفطرية لأسابيع إلى شهور

في هذه الدراسة، تم إعطاء الفئران قطرة من اللقاح في أنوفها.

وتلقى بعضها جرعات متعددة، يفصل بينها أسبوع. ثم تم تعريض كل فأر لنوع واحد من فيروسات الجهاز التنفسي.

وبفضل ثلاث جرعات من اللقاح، تمت حماية الفئران من فيروس سارس-كوف-2 وفيروسات كورونا الأخرى لمدة ثلاثة أشهر على الأقل.

في الفئران غير الملقحة، تسببت هذه الفيروسات في فقدان حاد للوزن - وهو علامة على المرض - وغالبًا ما أدت إلى الموت؛ حيث كانت رئاتها ملتهبة وممتلئة بالفيروس، أما الفئران الملقحة فقد فقدت وزنًا أقل بكثير ونجت جميعها؛ وكانت رئاتها خالية تقريبًا من الفيروس.

قال بوليندران إن اللقاح يمثل "ضربة مزدوجة" ضد العدوى الفيروسية، فالاستجابة المناعية الفطرية المطولة تخفض كمية الفيروس في الرئتين بمقدار 700 ضعف، أما الفيروسات التي تتسلل عبر هذا الدفاع الأولي، فتواجه استجابة مناعية تكيفية سريعة في الرئتين.

وأضاف بوليندران: "إن جهاز المناعة في الرئة جاهز ومتيقظ للغاية لدرجة أنه يستطيع إطلاق الاستجابات التكيفية النموذجية - الخلايا التائية والأجسام المضادة الخاصة بالفيروس - في غضون ثلاثة أيام فقط، وهي فترة زمنية قصيرة للغاية. عادةً، يستغرق الأمر أسبوعين في الفئران غير الملقحة".

عرّض الباحثون الفئران لبروتين من عث غبار المنزل، وهو مُسبّب شائع للربو التحسسي.

تحدث ردود الفعل التحسسية نتيجة نوع من الاستجابة المناعية يُعرف باستجابة Th2. أظهرت الفئران غير المُلقّحة استجابة Th2 قوية وتراكمًا للمخاط في مجاريها التنفسية.

خفّف اللقاح من استجابة Th2، وحافظت الفئران المُلقّحة على مجاري تنفسية نظيفة.

قال بوليندران: "أعتقد أن ما لدينا هو لقاح شامل ضد تهديدات الجهاز التنفسي المتنوعة".

يأمل الباحثون في اختبار اللقاح على البشر لاحقًا، بدءًا بتجربة المرحلة الأولى لتقييم سلامته، ثم، في حال نجاحها، في تجربة أوسع نطاقًا يتم فيها تعريض الأشخاص المُلقّحين للعدوى.