با وجود گسترش و توسعه واکسن‌ها برای جلوگیری از بیماری‌های عفونی، هنوز مردم جهان از فقدان واکسن‌های مؤثر برای بسیاری از عوامل بیماری‌زای مهم مانند آنفولانزا یا تب دنگی رنج می‌برند. اخیراً محققان موفق به ساخت پروتئین‌های مصنوعی برای تولید واکسن‌های تحریک‌کننده سیستم ایمنی بدن در جهت تولید آنتی‌بادی‌های مناسب برای هر بیماری شده‌اند.
واکسن‌ها یکی از مؤثرترین روش‌ها برای جلوگیری از شیوع بیماری‌های عفونی هستند. آن‌ها سیستم ایمنی بدن را برای تولید آنتی‌بادی‌های محافظ بدن در برابر عفونت‌ها، تحریک می‌کنند. برونو کوریا -پروفسور آزمایشگاه طراحی پروتئین و ایمنی‌سازی (LPDI) در دانشکده مهندسی مؤسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان (EPFL)- می‌گوید: “وقتی واکسن به خوبی عمل نکند، این‌طور تصور می‌شود که آنتی‌بادی‌های تولید شده به خوبی از بدن محافظت نمی‌کنند، اما واقعیت این است که سیستم ایمنی بدن آنتی‌بادی‌های اشتباهی تولید می‌کند.”
اخیراً دانشمندان آزمایشگاه Correia روشی جدید برای طراحی پروتئین‌های مصنوعی که منجر به تولید آنتی‌بادی‌های مناسب توسط سیستم ایمنی بدن می‌شود، توسعه داده‌اند. تیم دانشگاهی EPFL با استفاده از روش‌های محاسباتی، روشی برای طراحی پروتئین‌های مصنوعی ایجاد کرده‌اند. چه یانگ ،دانشجوی دکترا و نویسنده مشترک در این پروژه، می‌گوید: “پروتئین‌های مصنوعی طراحی شده در طبیعت وجود ندارند.” هم‌چنین Fabian Sesterhenn یکی دیگر از نویسندگان افزود: “ما یک الگوریتم طراحی پروتئین به نام TopoBuilder ایجاد کرده‌ایم. این الگوریتم اجازه ساخت مجازی پروتئین‌ها با قرار دادن لگوها در کنار هم را فراهم می‌کند. ساخت پروتئین‌های مصنوعی با عملکردهای جدید بسیار جذاب است.”.
تیم آزمایشگاهی Correia روی طراحی پروتئین‌های de novo تمرکز داشته‌اند که می‌تواند منجر به ساخت واکسن ویروس سین‌سیشیال تنفسی (RSV) شود. ویروس سین‌سیشیال تنفسی باعث عفونت‌های جدی ریه می‌شود و عامل اصلی بستری در نوزادان و افراد مسن است. محققان افزودند: “با وجود چندین دهه تحقیق تا به امروز هنوز هیچ واکسن و درمانی برای این ویروس تنفسی وجود ندارد.”.
پروتئین‌های مصنوعی در آزمایشگاه ساخته و سپس در مدل‌های حیوانی آزمایش شده و سیستم ایمنی بدن را به تولید آنتی‌بادی‌های خاص در برابر نواحی ضعیف در ویروس سین‌سیشیال تنفسی تحریک کردند. محققان اظهار کردند: “یافته‌های ما دلگرم‌کننده است زیرا نشان می‌دهد که در نهایت با تحریک سیستم ایمنی بدن برای تولید آنتی‌بادی‌های خاص قادر به طراحی واکسن‌هایی هستیم که ویروس‌های خاص را به‌طور مؤثرتری هدف قرار می‌دهند. ما هنوز راهی طولانی در پیش داریم تا موفق به ساخت واکسنی مؤثرتر شویم، این مطالعه اولین قدم در این جهت است.”.
روش‌های ایجاد پروتئین‌های de novo کاربردهایی فراتر از ایمنی‌شناسی دارند، هم‌چنین می‌توان از آن‌ها در شاخه‌های مختلف بیوتکنولوژی برای گسترش دامنه ساختاری و عملکردی پروتئین‌های طبیعی استفاده کرد. به گفته Fabian Sesterhenn: “ما هم اکنون می‌توانیم از ابزارهای طراحی پروتئین برای ایجاد پروتئین در سایر جنبه‌های پزشکی مانند داروهای مبتنی بر پروتئین یا مواد بیولوژیکی کاربردی نیز استفاده کنیم.”.
