Could this technology end all viruses?

Переводчик: Anna Pecot Редактор: Rostislav Golod

Диаметр этого шарика

This round structure is only about ten billionths of a meter in diameter,

составляет одну десятимиллиардную метра,

but it— as well as other technologies in the pipeline—

но, как и другие технологии, ожидающие своего воплощения,

could be stepping stones to a monumental public health ambition:

он может стать первым шагом к достижению

грандиозной цели в системе здравоохранения —

a single vaccine that protects you against everything.

единой вакцины, способной защитить человеческий организм от всех болезней.

We’ll get back to the grand vision later, but first,

Мы ещё вернёмся к обсуждению этой амбициозной цели,

let’s start with something that’s being developed now:

а пока поговорим о том, что уже активно разрабатывается, —

a vaccine that would protect you against every strain of the flu—

вакцине, способной защитить нас от всех штаммов гриппа,

even ones that don’t exist yet.

даже тех, которые ещё не существуют.

Here’s one flu virus particle.

Это всего одна частица вируса гриппа.

On the inside is the virus’ RNA,

Внутри вы видите РНК вируса,

and on the outside are lots and lots of hemagglutinin proteins.

а снаружи — целое множество гемагглютининовых белков.

Hemagglutinin attaches to a receptor on a human cell

Гемагглютинин присоединяется к рецепторам клетки человека,

обеспечивая слияние мембран вирусной и человеческой клеток.

and fuses the viral and human membranes, starting the infection.

Результатом является инфицирование организма.

Hemagglutinin is also one of the things your immune system recognizes

Наша иммунная система быстро распознаёт и реагирует

and reacts to the most.

на гемагглютинин.

To understand how this works,

Чтобы разобраться, как это происходит,

think of hemagglutinin as a bust of 19th century French Emperor Napoleon Bonaparte.

представьте, что гемагглютинин —

это бюст Наполеона Бонапарта, французского императора XIX века.

Croissant!

«Круассан!»

If you show Napoleon to an immune system and say, “remember him,”

Если показать Наполеона иммунной системе и дать команду запомнить его,

the immune system will mostly focus on his head.

иммунная система, вероятнее всего, сосредоточится на его голове.

And the same is true for the real hemagglutinin.

То же самое происходит и с гемагглютинином.

One way the immune system remembers things

Чтобы запомнить информацию, иммунная система, среди прочего,

is by physically interacting with them.

вступает в физическое взаимодействие с объектом.

Think of it as making plaster molds of parts of the head:

Представьте, что скульптор ваяет гипсовый слепок головы.

we call these molds antibodies.

Но в нашем случае этим слепком являются антитела.

The antibodies float around your bloodstream for a while

Антитела какое-то время находятся в кровотоке,

and then can diminish,

затем их становится меньше,

but blueprints on how to make them are stored in specialized memory cells,

однако их макеты остаются в специальных клетках памяти

waiting for future Napoleons to invade.

в ожидании нашествия новых наполеонов.

Here’s the thing, though.

Но дело вот в чём.

Hemagglutinin is constantly mutating.

Гемагглютинин постоянно мутирует.

Most mutations are subtle,

Большинство мутаций незначительные,

produced by single letter changes in the virus’ RNA: like this or this.

они являются результатом изменения одной буквы в последовательности РНК.

Было так, стало так.

Over time, Napoleon-slash-hemagglutinin’s head can change enough

Со временем голова Наполеона, то есть гемагглютинин,

изменится настолько,

that our antibodies become less good at recognizing it.

что наши антитела будут с трудом распознавать его.

This is called antigenic drift.

Этот называется антигенный дрейф.

Influenza is constantly drifting;

Вирус гриппа постоянно дрейфует.

that’s one reason you have to get a new flu shot every year.

Именно поэтому нам каждый год нужно делать новую прививку от гриппа.

But sometimes bigger changes happen.

Но иногда происходят более значительные изменения.

An animal, usually a pig, can get infected with, say,

Какое-то животное, например, свинья, одновременно заражается, скажем,

a human flu and a bird flu.

вирусами человеческого и птичьего гриппа.

And those different viruses might infect the same cell.

И оба эти вируса могут проникнуть в одну и ту же клетку.

If that happens, the two different viral genomes can recombine

В этом случае два различных вирусных генома могут перекомпоноваться

in tens or even hundreds of ways.

десятками или даже сотнями различных способов.

The human flu virus could pick up a bird flu hemagglutinin

Человеческий вирус гриппа может «подцепить» гемагглютинин птичьего гриппа,

that’s never infected humans before.

которым человек ранее никогда не болел.

This is called antigenic shift,

Это называется антигенный сдвиг.

and if you get infected by this version of influenza,

И если заразиться этим штаммом гриппа,

none of the antibodies against Napoleon's head are going to help you.

никакие антитела против головы Наполеона вам не помогут.

Antigenically shifted viruses have the potential

В случае антигенного сдвига

вирус может очень быстро распространиться и охватить широкие массы населения,

to infect many people very quickly,

causing epidemics and sometimes pandemics.

вызывая эпидемии, а иногда и пандемии.

A truly universal flu vaccine would be able to protect

Универсальная вакцина могла бы защитить организм

against current flu strains and future drifted or shifted strains.

не только от известных штаммов гриппа,

но и от штаммов с антигенным дрейфом или сдвигом.

But how do we design a vaccine against a strain that doesn’t exist yet?

Но как можно разработать вакцину против штамма, который ещё не существует?

We look to the past.

Мы обращаемся к прошлому опыту.

За многие годы определённые участки гемагглютинина

There are key parts of hemagglutinin that haven’t changed much over time

не претерпели больших изменений.

Вероятнее всего, они играют решающую роль в инфицировании человеческих клеток.

and are probably critical to infect human cells;

these “conserved regions” could be promising targets for universal vaccines.

Эти «законсервированные участки»

могли бы стать прекрасной мишенью для универсальных вакцин.

But there's a problem that's hindered classical vaccine production.

Но есть одна сложность, которая мешает производству этой вакцины.

Many conserved regions are in the neck,

Большинство «законсервированных участков» находятся в шее бюста,

and it’s tough to get the immune system to react to the neck.

а на шею иммунная система пока не особо реагирует.

Also, because influenza-like viruses have been around

Также, в связи с тем, что вирусы гриппа существовали

for hundreds of millions of years,

на протяжении сотен миллионов лет,

there may not be a single region that’s common across all species

единого участка,

присущего всем носителям и вариантам гриппа, возможно, и нет.

and subtypes of influenza.

But there’s promising science in development.

Но наука не стоит на месте.

Remember this?

Помните, что это такое?

This is a protein called ferritin;

Это белок ферритин.

Его основная функция —

Its normal purpose is to store and move iron.

создание запасов железа и их перераспределение.

But it’s also the rough size and shape of a small virus.

По размеру и форме он весьма похож на молекулу вируса.

And if you attach viral proteins to it, like this,

И если к нему присоединить вирусные белки — вот так,

you’d have something that looks, to an immune system, like a virus—

то иммунная система может решить, что это вирус,

хотя на самом деле конструкция будет безвредной и простой для воспроизведения.

but would be completely harmless and very engineerable.

Recently, scientists engineered a ferritin nanoparticle

Недавно учёные создали наночастицу ферритина,

to present 8 identical copies of the neck region of an H1 flu virus.

в которой было представлено 8 идентичных копий «шеи» гриппа H1.

They vaccinated mice with the nanoparticle,

Они сдедали мышам прививку, содержащую наночатицу,

then injected them with a lethal dose of a completely different subtype,

затем ввели смертельную дозу совершенно другого подтипа вируса

H5N1.

H5N1.

All the vaccinated mice lived; all the unvaccinated ones died.

Все привитые мыши выжили, а все непривитые погибли.

Going one step beyond that,

Заглядывая вперёд,

there may be conserved regions that we could take advantage of

мы можем найти и воспользоваться «законсервированными участками»

across different-but-related virus species—

иных, но схожих типов вируса,

like SARS-CoV-2, MERS,

таких как SARS-CoV-2, MERS

and a few coronaviruses which cause some common colds.

и нескольких коронавирусов, вызывающих простуду.

Over the past few decades,

В последние годы объектом пристального внимания учёных

a different part of the immune system has come into clearer focus.

стали механизмы иммунной системы,

Instead of antibodies, this part of the immune system

которые вместо антител

uses a vast array of T cells that kill, for example,

использует множество Т-клеток, способных уничтожить,

cells that have been infected by a virus.

например, клетки, инфицированные вирусом.

Vaccines that train this part of the immune system,

Вакцины, задействующие эти механизмы

и одновременно стимулирующие выработку антител,

in addition to the antibody response, could provide broader protection.

могли бы защитить организм от многих возбудителей.

A universal flu vaccine would be a monumental achievement in public health.

Универсальная вакцина от гриппа станет

колоссальным достижением в области общественного здравоохранения.

A fully universal vaccine against all infectious disease is— for the moment—

Однако полностью универсальная вакцина,

которая могла бы защитить организм от всех болезней,

пока ещё однозначно является областью фантастики —

squarely in the realm of science fiction,

partially because we have no idea how our immune system would react

отчасти потому, что мы пока не знаем, как отреагирует наша иммунная система,

if we tried to train it against hundreds of different diseases at the same time.

если мы настроим её на борьбу сразу с сотнями возбудителей.

Probably not well.

Скорее всего, не очень хорошо.

But that doesn’t mean it’s impossible.

Но это не значит, что такое невозможно.

Look at where medicine is today compared to where it was two centuries ago.

Посмотрите, как далеко шагнула медицина по сравнению с XIX веком.

Who knows what it’ll look like in another 50 or 100 years—

И кто знает, что ждёт нас через какие-нибудь 50 или 100 лет —

maybe some future groundbreaking technology

возможно, в будущем невероятные открытия

will bring truly universal vaccines within our grasp.

позволят человечеству изобрести по-настоящему универсальные вакцины.