COVID-19 ve Zika gibi küresel salgınlar, modern dünyada bulaşıcı hastalıklarla mücadele etmenin ne kadar zorlu olduğunu bir kez daha gösterdi. Hava yoluyla seyahat gibi faktörler, virüslerin tedavi geliştirme kapasitemizden çok daha hızlı yayılmasına neden olabiliyor. Ancak biyoteknoloji alanı da bu duruma sessiz kalmadı; şirketler gelecekteki tehditlere hızla yanıt verebilmemizi sağlayacak teknolojiler geliştiriyor.
Bu alanda pek çok farklı fikir mevcut. Ancak bu hafta, çeşitli bulaşıcı hastalıklar için potansiyel olarak faydalı olabilecek bir yöntemin erken klinik deneme sonuçları açıklandı. Bu sonuçları, devam eden bilimsel çalışmaları ve mevcut teknolojik imkanları anlamak için bir örnek olarak ele alacağız.
En Etkili Antikorlar
Her yeni salgın, geride geniş bir antikor yelpazesi bırakır. Bunlar arasında, enfeksiyonlara ve aşılamalara yanıt olarak insan vücudunda oluşanlar, patojenleri incelemek için kullandığımız laboratuvar hayvanlarında üretilenler ve benzerleri yer alır. Bazı antikorlar, hastalığa neden olan etkenle zayıf bir bağ kurarken, bazıları "geniş çapta nötralize edici" olarak adlandırılır. Bu tür antikorlar, sadece orijinal patojene değil, aynı zamanda onun birçok varyantına ve hatta ilgili virüslerin çoğuna yüksek bir bağ ile tutunabilir.
Bir antikor patojene bağlandığında, geniş çapta nötralize edici antikorlar adından da anlaşılacağı gibi onu etkisiz hale getirir. Bunun temel nedeni, bu antikorların patojenin işlevi için gerekli bir bölgeye bağlanmasıdır. Örneğin, HIV'e karşı geniş çapta nötralize edici antikorlar, virüsün bağışıklık hücrelerine girmesine yardımcı olan proteinlere bağlanır.
Ne yazık ki, herkesin geniş çapta nötralize edici antikor geliştiremediği ve enfeksiyonları önleyecek kadar erken geliştiremediği de bir gerçektir. Aşı tasarımlarıyla bu antikorların üretilmesini garanti altına almanın bir yolunu henüz bulmuş değiliz. Bu nedenle, insanların hangi antikorları üretmesini istediğimizi bilsek de, bunu garanti etmenin bir yolunu bulamama durumuyla sık sık karşılaşıyoruz.
Geliştirilen seçeneklerden biri, geniş çapta nötralize edici antikorları kitlesel olarak üretip insanlara enjekte etmektir. Bu yöntem, Ebola'ya karşı kullanım için onaylanmış ve COVID-19 pandemisi sırasında erken tedavi imkanı sunmuştur. Ancak bu yaklaşımın bazı pratik sınırlamaları da bulunmaktadır. İlk olarak, antikorların kan dolaşımındaki ömrü sınırlıdır, bu da enjeksiyonların tekrarlanması gerekebileceği anlamına gelir. Ayrıca, yeterli miktarda antikor üretmek ve saflaştırmak kolay bir süreç değildir ve genellikle dağıtım sırasında buzdolabında saklanmaları gerekir, bu da kullanım alanlarını kısıtlar.
Bu nedenle, birçok şirket alternatif bir yönteme yönelmiş durumda: insanların kendi antikorlarını üretmelerini sağlamak. Bu, potansiyel olarak daha uzun süreli bir koruma sağlayabilir ve hatta DNA yeterince uzun süre kalırsa gelecekteki enfeksiyonları engellemek için antikorların mevcut olmasını sağlayabilir.
Genler ve Elektrik Darbeleri
Geniş çapta nötralize edici antikor üreten hücreler belirlendiğinde, bu genleri klonlamak ve herhangi bir insan hücresinde üretilmelerini sağlayacak bir DNA parçasına yerleştirmek nispeten kolaydır. Eğer bu DNA'yı bir kişinin hücrelerine başarıyla ulaştırabilirsek, sonuç geniş çapta nötralize edici antikorlar olacaktır. Bu "eğer" kısmını ele almak için çeşitli yaklaşımlar denenmiştir. Çoğunda, antikorları üretmek için gereken genler, zararsız, bulaşıcı olmayan bir virüsün içine yerleştirilmiş ve ardından bu virüs gönüllülere enjekte edilmiştir. Ne yazık ki, bu virüsler ayrı bir bağışıklık tepkisini tetikleme eğilimindedir, bu da daha belirgin yan etkilere neden olur ve bu yaklaşımın ne sıklıkla kullanılabileceğini sınırlayabilir.
Bu bizi, burada kullanılan tekniğe getiriyor. Bu teknikte araştırmacılar, antikor genlerini plazmid adı verilen dairesel bir DNA halkasına yerleştirdiler. Bu, DNA'nın hemen parçalanmasını önlemek ve antikor genlerinin proteinlere dönüşmesini sağlamak için yeterlidir. Ancak, DNA'nın hücrelerin içine girmesine yardımcı olmaz.
Biyoteknoloji şirketi ve akademik laboratuvarlardan oluşan araştırma ekibi, DNA enjeksiyonunu kısa elektrik darbeleriyle birleştiren ticari bir enjeksiyon sistemi kullandı. Elektrik, hücre zarını bozarak plazmid DNA'sının hücrelerin içine girmesine olanak tanır. Hayvan testlerine dayanarak, kas hücrelerinde bunu yapmanın, kasları bol miktarda geniş çapta nötralize edici antikor üreten fabrikalara dönüştürmek için yeterli olduğu gösterildi.
Yeni çalışma, bunun insanlarda güvenliğini test etmek amacıyla yapıldı. Ekip, iki antikor üreten plazmitin çeşitli dozlarını ve enjeksiyon programlarını test ederek 44 katılımcı topladı. Dört katılımcı hariç hepsi çalışmayı tamamladı; ayrılanlardan üçü, elektrik darbelerinin çok hızlı gerçekleştiği bir rutini test ediyorlardı, bu da hoş olmayan bir deneyimdi. Neyse ki, antikor üretiminde herhangi bir fark yaratmadığı anlaşıldı.
Birçok yan etki görülmesine rağmen, bunların çoğu enjeksiyonun kendisiyle ilişkiliydi: enjeksiyon yerinde kas ağrısı, sonrasında kabuklanma ve ciltte kızarıklık. En ciddi sorun, birkaç gün süren orta dereceli kas ağrısının tek bir vakası olarak görüldü.
Tek bir gönüllü hariç, enjeksiyon, enjeksiyondan en az 72 hafta boyunca iki antikorun stabil üretimini sağladı; tek istisna sadece ikisinden birini üretebildi. "En az" 72 hafta diyoruz çünkü testlerin o noktada durdurulmasıyla, seviyelerin düştüğüne dair herhangi bir belirti yoktu. Daha fazla DNA enjekte etmek, üretilen antikor miktarında daha fazla değişkenliğe yol açtı, ancak bu miktar hızla maksimuma ulaştı. Daha fazla toplam enjeksiyon da antikor üretim seviyesini artırdı. Ancak en az prosedür bile - en düşük konsantrasyonda iki enjeksiyon - anlamlı ve stabil antikorlar sağladı.
Ve beklendiği gibi, bu antikorlar hedeflendikleri virüsü, yani SARS-CoV-2'yi engellediler.
Dikkat Edilmesi Gerekenler
Bu yaklaşım işe yarıyor gibi görünüyor; herhangi birinin aylarca geniş çapta nötralize edici antikor üretmesini sağlayabiliyoruz. Peki eksiklikler neler? Öncelikle, hızla ortaya çıkan bir pandemi için bu yöntem ideal olmayabilir. Bir patojen belirlendikten sonra geniş çapta nötralize edici antikorları tanımlamak zaman alıyor. Ve DNA'yı ihtiyaç duyulan yerlere ulaştırmak kolay olsa da, küçük elektrik darbeleri üreten enjeksiyon sistemleri, gelişmiş ülkelerde bile standart ekipmanlar arasında yer almıyor, küresel güneyde ise hiç yok.
Bir de bunun gerçekten uzun vadeli bir çözüm olup olmadığı sorusu var. Geniş çapta nötralize edici antikorların yaygın kullanımı, antikorun artık bağlanamayacağı varyantların evrimi için güçlü bir seçilim baskısı yaratacaktır. Bu her zaman bir sorun olmayabilir; geniş çapta nötralize edici antikorlar genellikle proteinlerin işlevleri için kesinlikle gerekli olan kısımlarına bağlanırlar, bu nedenle işlevi korurken bu kısımları değiştirmek mümkün olmayabilir. Ancak bu durumun her zaman böyle olması pek olası değil.
Sonuç olarak, en büyük sorun sosyal kabul görebilir. COVID aşılarının RNA'sının bir şekilde kalıcı genetik değişikliklere yol açacağına dair temelsiz komplo teorileri nedeniyle insanlar büyük bir panik yaşamıştı. Muhtemelen, aylarca stabil kalan DNA'nın bazı halk kesimleri tarafından kabulü daha da zor olacaktır.
