راهکارهای نوین واکسن‌های موثرتر مادرانه برای نوزادان

واکسن‌های مادرانه هدفمند برای نوزادان

نوزادان با سیستم‌های ایمنی در حال توسعه خود، در ماه‌های ابتدایی زندگی با خطرات بالای عفونت مواجه هستند. در حالی که واکسن‌های مادرانه می‌توانند با انتقال آنتی‌بادی‌ها از طریق جفت، ایمنی نوزادان را تقویت کنند، اما این واکسن‌ها و زمان‌بندی تزریق آن‌ها بهینه‌سازی نشده‌اند و همیشه حفاظت یکنواختی برای کل جمعیت فراهم نمی‌کنند.

محققان از دپارتمان مهندسی بیومدیکال دانشگاه ویرجینیا یک مدل محاسباتی پیشرفته ایجاد کرده‌اند که شامل عوامل کلیدی مؤثر بر انتقال آنتی‌بادی از مادر به جنین است. در مقاله مروری اخیر آن‌ها که در نشریه Nature Immunology منتشر شده، توضیح می‌دهند که چگونه یک چارچوب مدل‌سازی ریاضی می‌تواند راه را برای طراحی واکسن‌های مادرانه ایمن‌تر و مؤثرتر برای جمعیت‌های آسیب‌پذیر هموار کند و تأثیرات گسترده‌ای بر ایمنی نوزادان داشته باشد.

مکانیسم‌های انتقال آنتی‌بادی

این تحقیق که به رهبری سپیده دولتشاهی، استادیار مهندسی بیومدیکال، و رمزیه وسل، دانشجوی دکتری انجام شده، به بررسی مکانیسم‌های انتقال انتخابی آنتی‌بادی‌ها از طریق جفت می‌پردازد و به‌ویژه بر روی آنتی‌بادی IgG که ایمنی نوزادان را تأمین می‌کند، تمرکز دارد. دولتشاهی می‌گوید: “مدل ما پیچیدگی‌های دینامیکی و حرکتی انتقال آنتی‌بادی از جفت را به گونه‌ای ثبت می‌کند که تحقیقات قبلی قادر به انجام آن نبودند.”

او همچنین اشاره کرد که رویکرد مدل‌سازی مکانیکی، راه را برای طراحی منطقی واکسن‌های مادرانه و درمان‌های شخصی‌سازی‌شده هموار می‌کند. این رویکرد چارچوبی برای ارزیابی کمی تأثیر عوامل تنظیم‌کننده و همچنین آسیب‌پذیری‌های فردی و اجتماعی فراهم می‌آورد تا به‌طور مؤثرتری از تمامی نوزادان، از جمله نوزادان زودرس، در برابر عفونت‌های جدی محافظت شود.

این رویکرد، انحرافی قابل توجه از طراحی سنتی واکسن‌هاست که عمدتاً به مدل‌های ایستا یا مطالعات حیوانی با کاربرد محدود در فیزیولوژی انسانی متکی بود.

مدل جدید برای بهبود واکسن‌های مادرانه

این مدل می‌تواند تغییرات پویا در ساختار جفت و پاسخ ایمنی مادر را در طول زمان ادغام کند و این امکان را فراهم می‌آورد که گلوگاه‌های حرکتی را شناسایی کنیم که مانع از رسیدن آنتی‌بادی‌ها به جنین می‌شوند. با درک این گلوگاه‌ها، محققان می‌توانند واکسن‌های مادرانه‌ای طراحی کنند که در ارائه آنتی‌بادی‌های مورد نیاز نوزادان برای دفاع ایمنی، مؤثرتر باشند.

تأثیر بالقوه بر نوزادان و جمعیت‌های بیمار دیگر

پیامدهای طراحی واکسن از منظر مدل‌سازی فراتر از نوزادان به سایر جمعیت‌های پرخطر، از جمله بیماران ایمن‌کاهش‌یافته و بزرگسالان سالخورده، گسترش می‌یابد. این جمعیت‌ها ممکن است از مدل‌های مشابهی که به نیازهای خاص آن‌ها تطبیق داده شده‌اند، بهره‌مند شوند. برای نوزادان، تأثیر واکسن‌های بهینه‌شده مادرانه می‌تواند نجات‌بخش باشد، به‌ویژه برای نوزادانی که زودتر از موعد متولد می‌شوند و معمولاً از حفاظت کامل آنتی‌بادی مادرانه که در دوران بارداری کامل ارائه می‌شود، برخوردار نیستند.

علاوه بر این، این مدل می‌تواند طراحی واکسن‌هایی را که به بیماری‌های عفونی خاصی که خطرات قابل توجهی برای نوزادان دارند، هدف قرار دهد، ممکن سازد و به این ترتیب ممکن است مرگ و میر نوزادان در سطح جهانی کاهش یابد.

«جفت را به‌عنوان یک فیلتر انتخابی تصور کنید،» دولتشاهی توضیح می‌دهد. «مدل ما به شناسایی این که کدام آنتی‌بادی‌ها می‌توانند به‌طور مؤثر عبور کنند و چه زمانی، کمک می‌کند.» با این دانش، هدف نهایی تیم توسعه واکسن‌هایی است که این فرآیند انتقال طبیعی را بهینه‌سازی کرده و ایمنی نوزادان آسیب‌پذیر را در ماه‌های بحرانی اول زندگی تقویت کند.

گسترش مدل‌سازی به جمعیت‌های دیگر

فراتر از نوزادی، این رویکرد مدل‌سازی می‌تواند در نهایت استراتژی‌های واکسیناسیون را برای جمعیت‌هایی با قابلیت‌های ایمنی متفاوت، مانند افراد مبتلا به بیماری‌های مزمن یا کسانی که تحت درمان‌هایی هستند که سیستم ایمنی را سرکوب می‌کند، اطلاع‌رسانی کند. این چارچوب همچنین می‌تواند بینش‌هایی درباره چگونگی تغییر کارایی انتقال آنتی‌بادی‌ها بر اساس ویژگی‌های بیمار، مانند سن، مواجهه با استرس‌ها یا زمینه ژنتیکی، ارائه دهد و راه را برای رویکردی شخصی‌تر در ایمن‌سازی هموار کند.

«مدل محاسباتی در حال حاضر یک ابزار تحقیقاتی است و به اعتبارسنجی بیشتری قبل از کاربرد بالینی مستقیم نیاز دارد،» وسل گفت. «با اصلاح و اعتبارسنجی بیشتر، ممکن است در آینده نزدیک در کلینیک برای راهنمایی استراتژی‌های واکسیناسیون خاص بیماران آزمایش شود.»