Опубликовано : Сен 11, 2020

Праймер по вирусам, вакцинам и методам лечения

Учебник по вирусам, вакцинам и методам лечения
Профессор Массачусетского технологического института Аруп Чакраборти и ученый Genentech Андрей Шоу написали книгу «Вирусы, пандемии и иммунитет», опубликованную MIT Press, в которой представлен обзор вирусов, того, как наша иммунная система борется с ними, вакцин и методов лечения. Предоставлено: MIT ChemE.

С тех пор, как в конце прошлого года появился новый коронавирус SARS-Cov-2, было практически невозможно читать какие-либо новости, не сталкиваясь с историями о вирусе и его распространении, возможных методах лечения и разработке новых вакцин.

Этот поток новостей может быть ошеломляющим, особенно для тех, кто плохо разбирается в вирусологии или иммунологии. Чтобы помочь людям интерпретировать новую информацию, которую мы узнаем о SARS-Cov-2 каждый день, Аруп Чакраборти, профессор химической инженерии Роберта Т. Хаслама в Массачусетском технологическом институте, и Андрей Шоу из Genentech сели в начале пандемии, чтобы написать небольшой доклад. книга, содержащая обзор вирусов и того, как они возникают, вызывая пандемии. В книге также рассказывается о том, как наша иммунная система борется с вирусами, о научных эпидемиологических моделях и о том, как работают вакцины и методы лечения.

Получившаяся книга «Вирусы, пандемии и иммунитет» предоставляет важный контекст для всех, кто хочет лучше понять сложности вспышки COVID-19, а также прошлые и возможные будущие пандемии, — говорит Чакраборти. В книге также представлен план создания более устойчивого к пандемии мира.

«Люди, которые читают книгу, теперь будут иметь концептуальную основу и факты, чтобы подумать о том, как возникают вирусы, вызывающие инфекционные заболевания, как они распространяются, как мы боремся с ними естественным путем и как мы можем бороться с ними с помощью вакцин и терапевтических средств», — говорит Чакраборти, который также является профессором физики и химии, членом Института медицинской инженерии и науки Массачусетского технологического института и членом Института Рэгона при MGH, Массачусетском технологическом институте и Гарварде. «Это даст им основу для обсуждения и рассмотрения текущих проблем и того, как мы можем построить более устойчивый к пандемии мир».

«Публике очень сложно получить полное представление о картине, поэтому мы и попытались это сделать», — говорит Шоу. «Мы сочли важным создать научную основу, чтобы люди могли принимать собственные решения о том, что происходит».

Книга, иллюстрированная Филипом Дж. «Аист из Орегонского университета здоровья и науки» был опубликован MIT Press в виде электронной книги 8 сентября и будет опубликован в мягкой обложке в феврале.

Историческая перспектива

Пандемии сыграли важную роль в истории человечества, особенно с тех пор, как люди начали жить вместе в более тесных условиях после развития сельского хозяйства более 10 000 лет назад. Периодические вспышки бубонной чумы, оспы, желтой лихорадки, гриппа и других инфекционных заболеваний наносят огромный ущерб человеческому населению.

В ХХ веке человечество добилось больших успехов в борьбе с инфекционными заболеваниями благодаря трем основным факторам: улучшение санитарных условий, открытие антибиотиков и разработка вакцин против многих смертельных болезней. Из-за этих достижений многие люди, особенно живущие в развитых странах, были склонны думать, что крупные вспышки болезней остались в прошлом.

«Эта пандемия напомнила нам, что инфекционные заболевания представляют собой реальную угрозу для человечества и всегда были», — говорит Чакраборти.

Как он и Шоу отмечают в своей книге, вирусы, особенно РНК-вирусы, хорошо подходят для возникновения пандемий. Одна из причин этого заключается в том, что РНК-вирусы гораздо более склонны к ошибкам при копировании своего генетического материала, чем ДНК-вирусы. Это позволяет им время от времени генерировать мутации, позволяющие им переключаться между видами. Считается, что вирус SARS-Cov-2 сделал именно это, вероятно, перескочив с летучих мышей на людей.

Хотя люди ранее не сталкивались с этим вирусом, наша иммунная система обладает множеством защитных средств, которые могут помочь предотвратить вирусную инфекцию. Эти защиты делятся на две основные ветви — врожденный и адаптивный иммунитет.

Врожденная иммунная система постоянно ищет иностранных захватчиков. При встрече с вирусными частицами он запускает различные клеточные реакции, которые могут контролировать вирус. Врожденная иммунная система также посылает сигнал бедствия, который привлекает специализированные клетки адаптивной иммунной системы. Эти клетки, такие как «Т-клетки-киллеры», могут запускать ответ, специально подобранный для конкретного вируса или любого патогена. Однако для развития этой реакции требуется больше времени. После того, как патоген побежден, Т-клетки памяти, В-клетки и антитела, специфичные к этому патогену, продолжают циркулировать, обеспечивая иммунитет к будущей инфекции.

Достижения медицины

Хотя человеческий организм имеет собственные средства защиты от инфекций, они не всегда справляются со своей задачей. Технологические достижения, особенно вакцинация, оказались основным оружием против инфекционных заболеваний. Первая современная вакцина, разработанная в 1796 году для предотвращения оспы, состояла из вируса коровьей оспы, который не причиняет вреда людям, но достаточно похож на оспу, чтобы вызвать иммунный ответ против болезни. Термин вакцина происходит от латинского слова «vacinus», что означает «от коров или от коров».

В книге описаны многие типы вакцин, в том числе аттенуированные вакцины, которые состоят из ослабленной формы вируса или бактерии; вакцины, состоящие из убитых патогенов; и субъединичные вакцины, которые содержат только фрагмент патогена.

Одним из многообещающих новых типов субъединичных вакцин являются РНК-вакцины, которые сделаны из РНК, кодирующей вирусный белок. Основным преимуществом этого типа вакцины является то, что они могут быть разработаны очень быстро — одна фармацевтическая компания, Moderna, смогла начать фазу 1 клинических испытаний РНК-вакцины против SARS-Cov-2 чуть более чем через два месяца после генетического исследования вируса. Последовательность была опубликована. Эта вакцина сейчас находится на стадии 3 клинических испытаний, а десятки других, многие из которых основаны на других стратегиях, также находятся в стадии разработки.

Поскольку мы еще не знаем, какие подходы лучше всего подойдут для COVID-19, «прекрасно, что многие идеи вакцины реализуются параллельно», — пишут авторы в своей главе о разработке вакцины.

Одним из факторов, который заставляет авторов оптимистично смотреть на вакцину против SARS-Cov-2, является то, что вирус не мутирует быстро, в отличие от других РНК-вирусов, таких как ВИЧ и грипп. «Сделать вакцину против него может быть не так уж сложно, особенно с учетом тех чрезвычайных усилий, которые люди прилагают к этому, — говорит Чакраборти. Он добавляет, что уроки, извлеченные из этих интенсивных усилий, и текущие исследования вакцин против очень мутабельных патогенов могут привести к будущим достижениям, которые сделают возможными вакцины против более сложных вирусов, таких как ВИЧ, для которого нет эффективной вакцины даже после многих десятилетий исследований. а также вакцины против новых мутабельных вирусов, которые могут появиться в будущем.

Противовирусные препараты также доказали свою эффективность против некоторых заболеваний, таких как ВИЧ и гепатит С. Эти препараты могут воздействовать на многие различные стадии жизненного цикла вируса. Некоторые предотвращают связывание вирусов с клеточными рецепторами, которые позволяют им проникать в клетки, в то время как другие, например ингибиторы обратной транскриптазы, используемые для лечения ВИЧ, предотвращают репликацию вируса внутри клеток.

Поскольку разработка нового противовирусного препарата занимает так много времени, ученые часто пытаются перепрофилировать старые лекарства при появлении нового вируса. Недавно Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США выдало разрешение на экстренное применение ремдесивира, препарата, который, как считается, препятствует репликации вируса, для лечения COVID-19. Дексаметазон, кортикостероид, который помогает уменьшить воспаление, также улучшает симптомы у некоторых пациентов.

«Когда COVID-19 впервые появился на сцене, многие врачи были действительно не готовы лечить это. Но по прошествии месяцев мы стали лучше понимать, что происходит, и лучше понимаем, как лечите эти проблемы «, — говорит Шоу.

Впереди дорога

Помимо того, что Чакраборти и Шоу предлагают широкой публике лучшее понимание научных принципов, лежащих в основе вирусов, иммунитета, вакцин, методов лечения и эпидемиологии, они надеются вдохновить молодых людей на карьеру, связанную с этими темами. Они также надеются, что книга поможет людям, занимающим политические должности, лучше понять научные основы пандемий, помочь им в принятии решений, которые помогут бороться с COVID-19 и потенциальными вспышками болезней в будущем.

«Авторы представляют легко доступное введение в вирусы, класс крошечных человеческих патогенов с удивительной способностью вызывать передаваемые, а иногда и смертельные заболевания. Они говорят, исходя из глубокого понимания вирусов и реакции организма на вирусные инфекции. A отличная книга для людей, которые хотят понять, почему вирусы представляют собой такую ​​угрозу для жизни человека «, — говорит Дэвид Балтимор, почетный президент и профессор биологии Калифорнийского технологического института и лауреат Нобелевской премии по медицине 1975 года.

Чакраборти и Шоу считают, что есть много способов сделать мир более устойчивым к будущим пандемиям, включая улучшение ранней диагностики, эпиднадзора и эпидемиологического моделирования; создание более целенаправленных подходов к разработке вакцин и противовирусных препаратов; повышение гибкости производства вакцин; и повышение безопасности жилых помещений, рабочих мест и больниц. По словам авторов, для достижения успеха в этих областях потребуются партнерские отношения между правительством, фармацевтической промышленностью и научным сообществом, при этом государство будет инвестировать в необходимые достижения.

«Основываясь на нашей истории борьбы с вирусами и недавних уроках, извлеченных из пандемии COVID-19, нам необходимо создать интегрированную систему технологий, которая поможет нам подготовиться к более быстрому и эффективному реагированию в следующий раз, тем самым спасение миллионов жизней и триллионов долларов «, — пишут Чакраборти и Шоу в эпилоге книги. «Целенаправленные усилия по созданию такой системы помогут нам выиграть будущее, подготовившись к» врагу «до того, как он придет»./P>

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *