يمكن لأداة برمجية جديدة طورها معهد تكساس للأبحاث الطبية الحيوية أن تساعد العلماء ومطوري اللقاحات على تعديل المخططات الجينية لمسببات الأمراض بسرعة لجعلها أقل ضرراً.
تمكن الأداة، المسماة CoDe وهي اختصار لـ Codon Deoptimization، المستخدمين من إجراء تعديلات دقيقة على الشفرة الجينية لجعل الجينات أقل فاعلية.
في كثير من الأحيان، يرغب مطورو اللقاحات في تحسين التعبير عن جينات معينة، وهناك الكثير من الأدوات البرمجية للمساعدة في ذلك. لكن بالنسبة لبعض أنواع اللقاحات، من الضروري إزالة جينات معينة، لجعل اللقاحات آمنة وفعالة.
يوضح الباحث لويس مارتينيز-سوبريدو البروفيسور في معهد «بيوميد» في تكساس (Texas Biomed)، الذي قاد الفريق المطوِّر لأداة CoDe «لم تكن هناك أدوات للمساعدة في إلغاء تفعيل الجينات حتى الآن».
الدكتور مارتينيز سوبريدو، هو أيضاً خبير في علم الفيروسات وتطوير اللقاحات. تعاون مع خبراء المعلوماتية الحيوية في المعهد الهندي للتكنولوجيا، وعالم فيروسات في مركز أبحاث الحيوان في إسبانيا لبناء CoDe. لقد وصفوا مؤخراً أداتهم في مجلة Bioinformatics Advances.
يمكن أن يكون رفض التعبير الجيني مفيداً لمجموعة واسعة من الأبحاث، وهو مهم بشكل خاص لتطوير لقاحات حية موَهَّنة. يتضمن هذا النوع من اللقاح التسلسل الجيني الكامل للفيروس، وليس مجرد جزء صغير من الفيروس. لكن الفيروس تم تخفيفه أو تعديله حتى لا يسبب المرض. وهذه الطريقة شائعة تم استخدامها للأنفلونزا والجدري والحمى الصفراء والنكاف والحصبة والحصبة الألمانية.
يهدف هذا النوع من اللقاح إلى الحصول على مناعة قوية طويلة الأمد، ومن الضروري أن يكون الفيروس موهناً بدرجة كافية حتى لا يتمكن من العودة إلى شكله الأصلي.
يقول الدكتور مارتينيز سوبريدو «باستخدام أداة CoDe، يمكننا أن نحول بدقة آلاف النيوكليوتيدات في جين واحد، مما يجعل من الصعب للغاية على الفيروس العودة. كما أن الأداة تمكننا من تعديل التعبير الجيني لأجزاء صغيرة، بدلاً من القضاء على جينات بالكامل. وهذا مفيد جداً لتصميم اللقاح وكذلك البحث الأساسي».
يخبر المستخدمون أداة CoDe بالتسلسل الجيني الذي يجب تعديله. يحدد البرنامج النيوكليوتيدات (الحروف) التي يجب تغييرها داخل الشفرة الجينية، مما ينتج عنه نسخة وظيفية ولكنها غير ضارة من الفيروس.
من السمات المميزة للبرنامج أنه يمكنه تلقائياً تحويل التعديلات اللازمة لتخفيف لقاح مصمم لأنواع مختلفة. على سبيل المثال، يختلف لقاح الإنفلونزا بين الخنازير والدجاج مقارنة بالبشر.
في حين أنه مصمم للفيروسات، يمكن بسهولة تكييف CoDe مع كائنات أخرى، مثل البكتيريا.
توضح تريسي باس، مديرة الابتكارات في معهد «بيوميد» Texas Biomed: «كان العلماء ينتظرون هذا النوع من الأدوات لأنهم كانوا يفعلون ذلك يدوياً. سيساعدهم هذا في إجراء التعديلات بشكل أسرع، وتجنب احتمال حدوث أخطاء أكثر مما يمكن أن يحدث من خلال الخطأ البشري».
الأداة CoDe محمية بحقوق الطبع والنشر، ولكنها متاحة مجاناً للآخرين في الأوساط الأكاديمية لاستخدامها.