طراحی واکسن‌های مادرانه جدید و مؤثر برای نوزادان!

واکسن‌های مادرانه هدفمند برای نوزادان

نوزادان با سیستم ایمنی در حال توسعه خود، در ماه‌های اولیه 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 برنامه‌های تزریق آن‌ها بهینه‌سازی نشده‌اند و همیشه حفاظت یکسانی برای تمام 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 است، توضیح می‌دهند که چگونه یک چارچوب مدل‌سازی ریاضی می‌تواند درهای جدیدی را برای طراحی واکسن‌های مادرانه ایمن‌تر و مؤثرتر برای جمعیت‌های آسیب‌پذیر باز کند و تأثیرات گسترده‌ای بر ایمنی نوزادان داشته باشد.

مکانیسم‌های انتقال آنتی‌بادی

به رهبری سپیده دولتشاهی، استادیار مهندسی بیومدیکال و دانشجوی دکتری رمزیه وسل، تحقیقات تیم UVA بر روی مکانیسم‌های انتقال انتخابی آنتی‌بادی‌ها از طریق جفت تمرکز دارد و به‌ویژه بر روی آنتی‌بادی IgG که ایمنی نوزادان را تأمین می‌کند، تأکید می‌کند. دولتشاهی گفت: “مدل ما دینامیک و پیچیدگی‌های انتقال آنتی‌بادی از جفت را به شیوه‌ای ثبت می‌کند که تحقیقات قبلی قادر به انجام آن نبودند.”

دولتشاهی همچنین بیان کرد که رویکرد مدل‌سازی مکانیکی راه را برای طراحی منطقی واکسن‌های مادرانه و درمان‌های شخصی‌سازی شده هموار می‌کند. این رویکرد با ارائه یک چارچوب برای ارزیابی کمی تأثیر عوامل تنظیمی و آسیب‌پذیری‌های فردی و جمعیتی، می‌تواند به طور مؤثرتری از تمام نوزادان، از جمله نوزادان زودرس، در برابر عفونت‌های جدی محافظت کند. این یک تغییر اساسی از طراحی سنتی واکسن‌های تجربی است که عمدتاً بر مدل‌های ایستا یا مطالعات حیوانی با کاربرد محدود در فیزیولوژی انسانی تکیه داشت.

مدل جدید برای بهبود واکسن‌های مادرانه

این مدل می‌تواند تغییرات دینامیک در ساختار جفت و پاسخ ایمنی مادر را در طول زمان ادغام کند و به شناسایی گلوگاه‌های حرکتی که مانع از رسیدن آنتی‌بادی‌ها به جنین می‌شود، کمک کند. با درک این گلوگاه‌ها، محققان می‌توانند واکسن‌های مادرانه‌ای توسعه دهند 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 دیگر جمعیت‌های در معرض خطر بالا، از جمله بیماران دارای نقص ایمنی و بزرگسالان سالخورده، گسترش می‌یابد. این افراد ممکن است از مدل‌های مشابهی که به نیازهای خاص آن‌ها تطبیق داده شده، بهره‌مند شوند. برای نوزادان، تأثیر واکسن‌های مادرانه بهینه‌شده می‌تواند نجات‌بخش باشد، به‌ویژه برای نوزادانی که زودتر از موعد به دنیا آمده‌اند و معمولاً از محافظت کامل آنتی‌بادی‌های مادرانه که در طول بارداری کامل فراهم می‌شود، محروم هستند.

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 به‌طور بالقوه مرگ و میر نوزادان در سطح جهانی را کاهش دهد. «جفت را به‌عنوان یک فیلتر انتخابی تصور کنید»، دولتشاهی توضیح می‌دهد. «مدل ما کمک می‌کند تا مشخص شود کدام آنتی‌بادی‌ها می‌توانند به‌طور مؤثر عبور کنند و چه زمانی.» با در دست داشتن این دانش، هدف نهایی تیم توسعه واکسن‌های مادرانه، بهینه‌سازی این فرآیند انتقال طبیعی و تقویت ایمنی نوزادان آسیب‌پذیر در ماه‌های بحرانی اول زندگی است.

گسترش مدل‌سازی به جمعیت‌های مختلف

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

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