Traditsioonilised preparaadid treenivad immuunsüsteemi ära tundma ühte konkreetset viirustüve. Kuna viirused muteeruvad aga lakkamatult, väheneb paljude tänapäeva vaktsiinide pakutav kaitse juba ühe aastaga. Just seetõttu muudavad ravimitootjad näiteks igal aastal gripivaktsiine ja samal põhjusel on korduvalt kohendatud Covidi sümptomeid leevendavaid kaitsesüste.

Nõiaringist pagemiseks pöörasid Suurbritannia teadlased pilgu masinõppe poole. Loodud algoritm analüüsis tuhandete sarbekoviiruste geenijärjestusi. Samasse viiruste rühma kuuluvad nii SARS-i koroonaviirus, pandeemia vallandanud SARS-Cov-2 kui ka mitmed potentsiaalselt ohtlikud nahkhiireviirused, mis võivad tulevikus loomadelt inimestele kanduda. Tehisaru otsis suures perekonnas piirrkondi, mis püsivad evolutsiooni käigus praktiliselt muutumatuna, kuna enamike sealsete mutatsioonide peale ei suuda viirus end enam üldse paljundada.

Leitud evolutsiooniliselt stabiilsete osade põhjal disainis tehisaru universaalse superantigeeni. Just see vaktsiini aktiivne koostisosa äratab keha kaitsesüsteemi ja treenib seda tulevaste nakkuste vastu võitlema. Uus lahendus peaks teoreetiliselt töötama terve viiruseperekonna vastu, pakkudes kaitset isegi selliste tüvede eest, mida pole veel avastatud. Cambridge’i ülikooli professor Jonathan Heene’i sõnul tähendab see, et meditsiin suudab lõpuks pääseda pidevast tsüklist, kus vaktsiiniarenduses aetakse parasjagu ringlevaid tüvesid taga justkui koer oma saba.

Uudne preparaat, nimega pEVAC-PS, tugineb viimastel aastatel popiks saanud mRNA asemel DNA-tehnoloogiale. Kuigi juhiste edastamiseks peab preparaat raku tuuma jõudma, ei maksa uuringu autorite sõnul karta inimese enda geenide muutumist. Vaktsiinis kasutatav DNA ei suuda end iseseisvalt paljundada ega sisestada raku pärilikkusainesse.

Kuna DNA on olemuselt märksa stabiilsem materjal, talub see paremini ka temperatuurikõikumisi. Vaktsiini kohaletoimetamisel kaob seetõttu vajadus keerulise sügavkülma-ahela järele. See muudaks vaktsiini tulevikus hindamatuks tööriistaks madalama sissetulekuga riikides või alles puhkemisjärgus pandeemiate epitsentris.

Preparaadil on teinegi suur praktiline eelis. Kliinilises katses ei kasutanud arstid ühtegi traditsioonilist süstalt, vaid surusid selle spetsiaalse seadmega valutult otse läbi naha. Süstihirmu vähendamise kõrval võiks selline lähenemine kahandada ka ohtlike meditsiinijäätmete teket. Tulevikus võiks meetod kiirendada massvaktsineerimist piirkondades, kus tavapäraseid süste on muidu keerukas teha.

Ajakirjas Journal of Infection avaldatud esimese faasi kliinilises uuringus osales 39 tervet vabatahtlikku vanuses 18–50 aastat. Arstid manustasid osalejatele ravimit neljas erinevas doosis, et hinnata tehisaru loodud lahenduse esmast ohutust inimorganismile. Tulemused näitasid, et uurimisalused talusid kõiki nelja kogust hästi ja ühtegi tõsist kõrvaltoimet vabatahtlikel ei esinenud.

Ohutuse kõrval üritasid uurijad hinnata ka juba vaktsiini tegelikku kaitsevõimet ehk immunogeensust. Paraku osutus see oodatust märksa keerulisemaks pähkliks. Aastatel 2021–2023 toimunud katse vältel rullusid üle Suurbritannia mitmed omikrontüve lained, mis jõudsid nakatada suure osa elanikkonnast. Ühtlasi olid kõik uuringusse kaasatud inimesed juba eelnevalt saanud vähemalt kaks kuni kolm doosi traditsioonilist koroonavaktsiini.

Kirju tausta tõttu olid vabatahtlike antikehade tase väga kõrge juba enne esimest uut vaktsiinidoosi. Tugeva alusfooni pealt oli teadlastel pEVAC-PS preparaadi esilekutsutud lisakaitset äärmiselt raske mõõta. Seetõttu jäi vaktsiini tekitatud immuunvastuse tõus paberil vaadatuna üsna tagasihoidlikuks.

Laboratoorsed neutraliseerimiskatsed andsid siiski lootustandvaid vihjeid. Kõrgemaid doose saanud vabatahtlike vereproovid näitasid kerget kaitsevõime kasvu nii delta- kui ka omikrontüve suhtes. Lisaks kinnitas detailsem peptiidide analüüs, et tekkinud antikehad sidusid end edukalt just kogu sarbekoviiruste perekonnas muutumatute osadega.

Üheks selliseks stabiilseks sihtmärgiks osutus uuringu andmetel S309 epitoop. Vaktsiini suutlikkus suunata inimkeha kaitsesüsteem otse viiruse nõrgimasse ja püsivaimasse punkti toetab tehisaru algset arvutuskäiku. Uuringut vedanud Southamptoni ülikooli professor Saul Faust lootis, et erinevalt praegusest reaktiivsest süsteemist on uue klassi universaalsed vaktsiinid tulevikukindlad. Tehnoloogia võiks kaitsta potentsiaalselt ka nende ohtude eest, mis varjavad end alles loomariigis ega ole inimesteni jõudnud.

Lähiaastatel universaalset vaktsiini arstilt siiski veel küsida ei saa, sest uuringul on omad kitsaskohad. Autorid nentisid, et kuna tegu oli alles esimese faasi kliinilise uuringuga, osales selle vähe inimesi. Erinev vaktsineerimisajalugu ei luba praegu teha kaugeleulatuvaid järeldusi vaktsiini kaitsevõime kohta. Järgmistes uuringufaasides peavad teadlased kaasama suurema ja mitmekesisema hulga inimesi, et kinnitada preparaadi toimet päriselus. Siiski on esimene samm astutud.

Suurbritannia riikliku terviseuuringute instituudi teadusdirektor Marian Knight nimetas katses saavutatud ohutust märkimisväärseks edusammuks pikaajalise kaitse loomisel. Uuringu autorid näevad tehisaru toel sündinud tehnoloogias suurt potentsiaali nii rahalises kui ka inimlikus vaates.

Teadlased kirjeldavad oma tööd ajakirjas Journal of Infection.