เทคโนโลยีและเครื่องมือต่างๆ มีโอกาสพิสูจน์ตัวเองเป็นครั้งแรกในบริบทของโควิด-19 นักวิจัยสามคนที่ทำงานด้านวัคซีนจากยีน การวินิจฉัยที่สวมใส่ได้ และการค้นพบยาอธิบายว่างานของพวกเขาก้าวไปสู่ความท้าทายของการระบาดใหญ่ได้อย่างไร และหวังว่าเทคโนโลยีแต่ละอย่างจะพร้อมสำหรับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในด้านการแพทย์ต่อไป
วัคซีนพันธุกรรม
Deborah Fuller ศาสตราจารย์ด้านจุลชีววิทยามหาวิทยาลัยวอชิงตัน
เมื่อ 30 ปีที่แล้ว นักวิจัยได้ฉีดยีนจากเชื้อโรคต่างประเทศให้หนูทดลองเป็นครั้งแรก สร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน. เช่นเดียวกับการค้นพบใหม่ ๆ วัคซีนที่ใช้ยีนตัวแรกเหล่านี้มีขึ้นและลง วัคซีน mRNA ในช่วงต้นนั้นยากที่จะเก็บและ ไม่ได้สร้างภูมิคุ้มกันที่ถูกต้อง. วัคซีนดีเอ็นเอมีความเสถียรมากกว่า แต่ไม่มีประสิทธิภาพในการเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ดังนั้นพวกเขา ล้มเหลวในการสร้างภูมิคุ้มกันที่เพียงพอ.
นักวิจัยค่อยๆเอาชนะปัญหาของ ความมั่นคง, รับคำแนะนำทางพันธุกรรม ที่ที่พวกเขาต้องการและกระตุ้นให้เกิด การตอบสนองภูมิคุ้มกันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น. ภายในปี 2019 ห้องปฏิบัติการทางวิชาการและ บริษัท เทคโนโลยีชีวภาพทั่วโลกมีวัคซีน mRNA และ DNA ที่มีแนวโน้มดีหลายสิบชนิดสำหรับโรคติดเชื้อเช่นเดียวกับมะเร็งที่อยู่ในระหว่างการพัฒนาหรือใน ระยะที่ 1 และระยะที่ 2 การทดลองทางคลินิกในมนุษย์.
เมื่อเกิด Covid-19 โดยเฉพาะวัคซีน mRNA ก็พร้อมที่จะนำไปทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริง ดิ ประสิทธิภาพของวัคซีน mRNA ร้อยละ 94 เกินความคาดหมายสูงสุดของเจ้าหน้าที่สาธารณสุข
วัคซีน DNA และ mRNA มีข้อได้เปรียบมากกว่าวัคซีนประเภทเดิม เนื่องจากใช้เฉพาะรหัสพันธุกรรมจากเชื้อโรค แทนที่จะเป็นไวรัสหรือแบคทีเรียทั้งหมด วัคซีนแบบดั้งเดิมต้องใช้เวลาหลายเดือนหรือหลายปีในการพัฒนา ในทางตรงกันข้าม เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้รับลำดับพันธุกรรมของเชื้อโรคใหม่ พวกเขาสามารถ ออกแบบวัคซีน DNA หรือ mRNA ในไม่กี่วันระบุผู้สมัครหลักสำหรับการทดลองทางคลินิกภายในไม่กี่สัปดาห์ และได้ ผลิตได้หลายล้านโดสภายในไม่กี่เดือน. นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับโคโรนาไวรัส
วัคซีนที่ใช้ยีนยังก่อให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ พวกมันกระตุ้นไม่เพียง แต่แอนติบอดีที่ขัดขวางการติดเชื้อเท่านั้น แต่ยังกระตุ้นการตอบสนองของ T cell ที่แข็งแกร่งอีกด้วย ล้างการติดเชื้อหากเกิดขึ้น. สิ่งนี้ทำให้วัคซีนเหล่านี้สามารถตอบสนองต่อการกลายพันธุ์ได้ดีขึ้นและยังหมายความว่าวัคซีนเหล่านี้สามารถทำได้ กำจัดการติดเชื้อเรื้อรัง or เซลล์มะเร็ง.
หวังว่าสักวันหนึ่งวัคซีนจากยีนจะสามารถผลิตวัคซีนสำหรับมาลาเรียหรือเอชไอวี รักษามะเร็ง ทดแทนวิธีดั้งเดิมที่ได้ผลน้อย วัคซีนหรือพร้อมที่จะหยุดการแพร่ระบาดครั้งต่อไปก่อนที่จะเริ่มต้นไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกต่อไป อันที่จริงหลายคน ดีเอ็นเอ และ mRNA วัคซีนป้องกันโรคติดเชื้อต่างๆ สำหรับการรักษาโรคติดเชื้อเรื้อรังและมะเร็ง อยู่ในขั้นขั้นสูงและการทดลองทางคลินิกแล้ว ในฐานะที่เป็นคนที่ทำงานเกี่ยวกับวัคซีนเหล่านี้มาหลายทศวรรษแล้ว ฉันเชื่อว่าประสิทธิภาพที่พิสูจน์แล้วของพวกเขาในการป้องกันโควิด-19 จะนำไปสู่ยุคใหม่ของวัคซีนด้วย วัคซีนทางพันธุกรรมอยู่ในระดับแนวหน้า.
เทคโนโลยีสวมใส่และการตรวจหาการเจ็บป่วยในระยะแรก
Albert H. Titus ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์มหาวิทยาลัยบัฟฟาโล
ระหว่างการระบาดใหญ่ นักวิจัยได้ใช้ประโยชน์จากการเติบโตของสมาร์ทวอทช์ วงแหวนอัจฉริยะ และเทคโนโลยีด้านสุขภาพและความงามที่สวมใส่ได้อื่นๆ อย่างเต็มที่ อุปกรณ์เหล่านี้สามารถวัดค่าของตัวบุคคลได้ อุณหภูมิ, อัตราการเต้นหัวใจ, ระดับของกิจกรรม และอื่น ๆ ชีวภาพ. ด้วยข้อมูลนี้นักวิจัยสามารถติดตามและ ตรวจหาเชื้อโควิด-19 ก่อนที่ผู้คนจะสังเกตเห็นว่าพวกเขามีอาการใด ๆ
ตามการใช้งานและการใช้งานที่สวมใส่ได้ เติบโตขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิจัยเริ่มศึกษาความสามารถของอุปกรณ์เหล่านี้ในการ เฝ้าระวังโรค. อย่างไรก็ตามแม้ว่าจะสามารถรวบรวมข้อมูลแบบเรียลไทม์ได้ แต่งานก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่โรคเรื้อรังเป็นหลัก
แต่การแพร่ระบาดทั้งสองครั้งนี้ทำหน้าที่เป็นเลนส์เพื่อมุ่งเน้นให้นักวิจัยจำนวนมากในด้านเครื่องสวมใส่เพื่อสุขภาพและมอบโอกาสที่ไม่เคยมีมาก่อนในการศึกษาแบบเรียลไทม์ การตรวจหาโรคติดเชื้อ. จำนวนผู้ที่อาจได้รับผลกระทบจากโรคเดียวในคราวเดียวทำให้นักวิจัยมีประชากรจำนวนมากในการดึงและทดสอบสมมติฐาน ประกอบกับความจริงที่ว่า ผู้คนมากขึ้นกว่าเดิม กำลังใช้อุปกรณ์สวมใส่ที่มีฟังก์ชันตรวจสอบสุขภาพและอุปกรณ์เหล่านี้รวบรวมข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากมาย นักวิจัยสามารถลองวินิจฉัยโรคโดยใช้ข้อมูลจากอุปกรณ์สวมใส่เท่านั้น ซึ่งเป็นการทดลองที่พวกเขาฝันถึงก่อนหน้านี้เท่านั้น
อุปกรณ์สวมใส่สามารถตรวจจับอาการของ Covid-19 หรือโรคอื่นๆ ได้ ก่อนที่อาการจะสังเกตเห็นได้. ในขณะที่พวกเขาได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถตรวจจับความเจ็บป่วยได้ แต่เนิ่นๆ ไม่ซ้ำกับ Covid-19. อาการเหล่านี้สามารถคาดเดาได้ถึงความเจ็บป่วยที่อาจเกิดขึ้นหรือการเปลี่ยนแปลงของสุขภาพอื่น ๆ และเป็นการยากที่จะบอกว่าคน ๆ นั้นมีอาการเจ็บป่วยอะไรบ้างเมื่อเทียบกับการพูดง่ายๆว่าพวกเขาเป็น ป่วยด้วยบางสิ่งบางอย่าง.
การก้าวเข้าสู่โลกหลังการแพร่ระบาดมีแนวโน้มว่าผู้คนจะมากขึ้น รวมเครื่องแต่งตัว เข้ามาในชีวิตของพวกเขาและอุปกรณ์จะดีขึ้นเท่านั้น ฉันคาดว่านักวิจัยความรู้ที่ได้รับในระหว่างการระบาดใหญ่เกี่ยวกับวิธีการใช้อุปกรณ์สวมใส่เพื่อตรวจสอบสุขภาพจะเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับวิธีจัดการกับการระบาดในอนาคต ไม่ใช่แค่การระบาดของไวรัส แต่อาจเป็นเหตุการณ์อื่นๆ เช่น การระบาดของโรคอาหารเป็นพิษและไข้หวัดใหญ่ตามฤดูกาล . แต่เนื่องจากเทคโนโลยีสวมใส่ได้กระจุกตัวอยู่ในกระเป๋าของคนรวยและ ประชากรที่อายุน้อยกว่าชุมชนการวิจัยและสังคมโดยรวมจะต้องจัดการกับความเหลื่อมล้ำที่มีอยู่ไปพร้อม ๆ กัน
วิธีใหม่ในการค้นหายา
Nevan Krogan ศาสตราจารย์เภสัชวิทยาโมเลกุลระดับเซลล์และผู้อำนวยการสถาบันชีววิทยาศาสตร์เชิงปริมาณมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานฟรานซิสโก
โปรตีน เป็นเครื่องจักรระดับโมเลกุลที่ทำให้เซลล์ของคุณทำงานได้ เมื่อโปรตีนทำงานผิดปกติหรือถูกเชื้อโรคจี้ คุณมักจะเป็นโรค ยาส่วนใหญ่ทำงานโดยขัดขวางการทำงานของสิ่งเหล่านี้อย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่าง โปรตีนที่ทำงานผิดปกติหรือถูกแย่งชิง. วิธีที่เหมาะสมในการค้นหายาชนิดใหม่เพื่อรักษาโรคเฉพาะคือการศึกษายีนและโปรตีนแต่ละตัวที่ได้รับผลกระทบโดยตรงจากโรคนั้น ตัวอย่างเช่น นักวิจัยรู้ว่ายีน BRCA (ยีนที่ปกป้อง DNA ของคุณจากการถูกทำลาย) มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการพัฒนาของมะเร็งเต้านมและมะเร็งรังไข่ จึงมีงานมากมายมุ่งไปที่การหายาที่ส่งผลต่อ หน้าที่ของโปรตีน BRCA.
อย่างไรก็ตาม โปรตีนเดี่ยวที่ทำงานแยกกันมักจะไม่รับผิดชอบต่อโรคเพียงอย่างเดียว ยีนและโปรตีนที่เข้ารหัสเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายที่ซับซ้อน โปรตีน BRCA โต้ตอบกับหลายสิบถึงหลายร้อย ของโปรตีนอื่น ๆ ที่ช่วยในการทำงานของเซลล์ เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันเป็นส่วนหนึ่งของไฟล์ เล็ก แต่เติบโต ที่ดินของ นักวิจัย ที่ศึกษาสิ่งเหล่านี้ การเชื่อมต่อและปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน ที่เราเรียกว่าเครือข่ายโปรตีน
สองสามปีมานี้เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันได้สำรวจศักยภาพของเครือข่ายเหล่านี้เพื่อค้นหาวิธีที่ยาเสพติดสามารถช่วยบรรเทาโรคได้มากขึ้น เมื่อการแพร่ระบาดของไวรัสโคโรนาระบาดเรารู้ว่าเราต้องลองใช้แนวทางนี้และดูว่าสามารถใช้เพื่อค้นหาวิธีการรักษาภัยคุกคามที่กำลังเกิดขึ้นนี้ได้อย่างรวดเร็ว เราเริ่มทันที การทำแผนที่เครือข่ายโปรตีนของมนุษย์ที่กว้างขวาง SARS-CoV-2 นั้นจี้เพื่อให้สามารถทำซ้ำได้
เมื่อเราสร้างแผนที่นี้เราได้ระบุโปรตีนของมนุษย์ในเครือข่ายนั้น ยาเสพติดสามารถกำหนดเป้าหมายได้ง่าย. เราพบว่า 69 สารประกอบ ที่มีอิทธิพลต่อโปรตีนในเครือข่ายโคโรนาไวรัส 29 ในนั้นได้รับการรับรองจากองค์การอาหารและยาสำหรับโรคอื่น ๆ แล้ว เมื่อวันที่ 25 มกราคม เราได้ตีพิมพ์บทความที่แสดงให้เห็นว่ายา Aplidin (Plitidepsin) ซึ่งปัจจุบันใช้รักษามะเร็งคือ มีศักยภาพมากกว่า remdesivir 27.5 เท่า ในการรักษา Covid-19 รวมถึงหนึ่งในรูปแบบใหม่ ยาดังกล่าวได้รับการอนุมัติสำหรับการทดลองทางคลินิกระยะที่ 3 ใน 12 ประเทศในรูปแบบก การรักษาโคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่.
แต่แนวคิดในการทำแผนที่ปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนของโรคนี้เพื่อค้นหาเป้าหมายยาใหม่ไม่ได้ใช้กับไวรัสโคโรนาเท่านั้น ตอนนี้เราได้ใช้แนวทางนี้แล้ว เชื้อโรคอื่น ๆ เช่นเดียวกับโรคอื่น ๆ ได้แก่ โรคมะเร็ง, neurodegenerative และ ความผิดปกติทางจิตเวช.
แผนที่เหล่านี้ช่วยให้เราสามารถเชื่อมโยงจุดต่างๆในแง่มุมที่แตกต่างกันของโรคเดี่ยวและค้นพบวิธีใหม่ ๆ ที่ยาสามารถรักษาได้ เราหวังว่าแนวทางนี้จะช่วยให้เราและนักวิจัยในด้านอื่น ๆ ของการแพทย์สามารถค้นพบกลยุทธ์การรักษาใหม่ ๆ และดูว่าอาจมีการนำยาเก่ามาใช้ในการรักษาอาการอื่น ๆ หรือไม่
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
เครดิตภาพ: เวคเตอร์ Kunst ราคาเริ่มต้นที่ Pixabay
