İnönü Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Biyoloji ve Genetik AD, 4480, Malatya, Türkiye

Özet

Bor, pek çok canlının ihtiyaç duyduğu esansiyel mikroelementlerden biridir ve doğada çoğunlukla borik asit formunda bulunmaktadır. Bor, az miktarlarda gerekli iken fazlalığı toksisite oluşturmaktadır. Bu toksisitenin nedeni, borun hücre içerisindeki spesifik rolleri ve bunların moleküler mekanizmaları bilinmemektedir. Bor transportu ve fonksiyonunu araştırmak amacıyla model sistem olarak Saccharomyces cerevisiae maya hücreleri kullanılarak bor dirençliliği ve bor duyarlılığı sağlayan genler tespit edilmiştir. Bu genlerle yapılan genetik çalışmalar ile bor dirençlilik ve duyarlılık mekanizmaları aydınlatılmaya çalışılmıştır. Maya genomik DNA kütüphanesi taramaları ile ATR1 geni bir bor tolerans geni olarak bulunmuştur. Bor stresinde ATR1 geninin ifadelenmesinin aminoasit biyosentez genlerinin ifadelenmeleriyle ilişkili olduğu ve bu mekanizmanın da Gcn4 transkripsiyon faktörü tarafından kontrol edildiği gösterilmiştir. Bor metabolizmasında rol oynayabilecek diğer genleri bulmak için maya delesyon setinin tüm mutantları bor dirençliliği sağlayan ve bor duyarlılığına sebep olan genler bakımından taranmıştır. Borun toksik seviyelerine direnç sağlayan 6 mutant, hassasiyet gösteren ise 21 mutant bulunmuştur. Bor stresinin aynı zamanda ve Gcn2 protein kinazı bağımlı eIF2α’nın fosfatlanmasına sebep olarak protein sentezini baskıladığı da gösterilmiştir. Elde edilen veriler bor metabolizmasının işleyişini anlamak adına yapılacak çalışmalar için yol gösterici olma niteliğindedir.

Anahtar Kelimeler

Borik asit, bor toksisitesi, Saccharomyces cerevisiae, ATR1, GCN4, translasyonel regülasyon, transkripsiyonel regülasyon

Amaç

Bor (B); 10.81 g/mol atomik kütleye sahip, periyodik tabloda Grup 3’e ait olan metalloid bir elementtir (Bolanos, 2004). Bor doğal olarak oluşan bir elementtir ve çevrede birçok ortamda bulunmaktadır. Hayvanlarda ve insanlarda en yaygın olarak bulunan formu olan borik asit (H3BO3), renksiz ve kokusuzdur ve suda kolayca çözünebilen şeffaf kristal yapıda ya da beyaz granüler toz halinde bulunmaktadır (NRC, 2005).

Bor, ilk olarak 1923’de Warington tarafından bitki büyümesi ve gelişimi için temel bir mikrobesin olarak bulunmuştur (Warington, 1923). Daha sonra yapılan çalışmalar ile borun hayvanlarda ve mikrobiyal sistemlerde birçok fizyolojik ve metabolik işlemde yer aldığı gösterilmiştir (Tanaka ve Fujiwara, 2008). Ancak yüksek konsantrasyonlarda bulunduğunda ise tüm bu organizmalara toksik etki göstermektedir (Nielsen, 1997).

Borun fonksiyonlarından bugüne kadar açıkça tanımlanmış bir tanesi bitki çalışmalarından gelmiştir. Bitki hücre duvarındaki ramnogalakturanon II için bir bağlayıcı olarak fonksiyon göstermektedir. (Nielsen, 1996; O’Neill, 2004). Hayvanlarda embriyolojik gelişme esnasında borun gerekli olduğu ilk olarak zebra balığı ve alabalık embriyolarında gözlemlenmiştir (Rowe, 1998, 1999). Aynı zamanda diatomlar cyanobakteriler, deniz algleri ve kurbağalar için de esansiyeldir. Bor hayvanlarda da çeşitli mekanizmaları etkilemektedir. Fakat borun hayvanlardaki fonksiyonunun moleküler mekanizmaları henüz anlaşılamamıştır (Tanaka, 2008).

Bor yetersizliği de fazlalığı da organizmalar için olumsuz sonuçlar doğurabilmektedir (Juan, 2008; Yazbeck, 2005). Dolayısıyla hücre içerisine alınan ve dışına atılan bor miktarının kontrol mekanizmaları tarafından düzenlenmesi gerekmektedir. Bu bağlamda borun taşınımını sağlayan transporter genlerin gerektiği zamanda ve yerde ifadelenmeleri önem kazanmaktadır.

Bor transportu ve toleransıyla alakalı pek çok bitki geni bulunmuştur. Örneğin BOR1 geni tarafından kodlanan ve borun aktif taşınımla hücre dışına atılmasını sağlayan proteinler keşfedildikten sonra (Takano, 2002); yapılan daha ileri çalışmalarla BOR1 homolog ve paralogları pek çok organizmada karakterize edilmiştir (Miwa, 2007; Nagakawa, 2007; Takano, 2002; Park, 2004). Ancak bor taşınımında rol alan proteinlerin nasıl çalıştığı ve bu mekanizmaların nasıl kontrol edildiği yeterince açık değildir.

Ülkemiz doğal bir bor deposudur. Bor endüstriyel olarak çeşitli kullanım alanlarına sahip olmasının yanı sıra bitki büyüme ve gelişimindeki öneminden dolayı tarımda da yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Organizmalar yeteri kadar bor alırken bir taraftan da bor toksisitesinden korunmalıdırlar. Borun; bu organizmalardaki asıl rolü ve bor toksisitesinin moleküler mekanizmaları henüz tam olarak aydınlatılmış değildir. Bu yüzden moleküler çalışmalardan elde edilecek bilgilere ihtiyaç vardır. Bu çalışmada elde edilen veriler bor toksisitesindeki moleküler mekanizmaların işleyişini anlamak adına yapılacak daha ileri ve ayrıntılı çalışmalar için yol gösterici olacaktır.

Yöntem

Bu çalışmada yabani tip (wild type- WT) Saccharomyces cerevisiae BY4741, BY4743 ve maya delesyon setinden temin edilen izogenik delesyon mutantları kullanılmıştır. Hücre büyümeleri için YPD ve YNB (yeast nitrogen base) medyaları kullanılmıştır. Denemelerde bor kaynağı olarak borik asit kullanılmıştır. Katı besiyeri ortamında yabani tip ve seçilen maya mutantları bor toleransı göstermeleri bakımından analiz edilmişlerdir. Bir gece boyunca büyümüş hücreler optik yoğunlukları (OD600) 0,2 olacak şekilde seyreltilmiştir. Ardından seri dilüsyonları yapılmış ve her dilüsyondan alınarak farklı konsantrasyonlarda borik asit içeren YPD ya da YNB besiyerlerine damlatılmıştır. 30˚C’deki inkübasyonlarından sonra hücrelerin koloni oluşturup oluşturmadığı gözlenmiştir.

Klonlamalar için klasik ve Gateway klonlama sistemleri kullanılmıştır. Yabani tip hücrelerin genomik DNA’ları kullanılarak ilgili genlere ait bölgeler çoğaltılmıştır. Çoğaltılan fragmanlar maya yüksek kopya ekspresyon vektörlerine aktarılmıştır. Daha sonra izole edilen vektörlerin ilgili genleri içerip içermedikleri, restiriksiyon enzim kesimleri ve ABI 3130XL DNA sekans cihazı kullanılarak doğrulanmıştır.

Maya transformasyonları için hızlı ve yüksek transformasyon verimi sağlayan standart lityum

Hücre içi bor konsantrasyonlarını belirlemek için logaritmik fazdaki maya mutantları 50mM borik asit ile muamele edilmiştir. Borik asit muamelesi görmeyen hücreler ise kontrol grubu olarak kullanılmıştır. Santrifügasyon ile toplanan hücreler lizis tamponu ve cam boncuk kullanılarak vorteks yardımıyla parçalanmış ve ortaya çıkan süpernatantlar deneme için kullanılmıştır. Hücre-içi bor miktarları Boron Cell Test Kit (Merck) ile belirlenmiştir. Kit; renk değişimine dayalı bir metot kullanarak ortamdaki bor miktarını yüksek hassasiyetle ölçebilmektedir.

Real time PCR analizleri için bor muamelesi gören ve görmeyen maya hücreleri toplanmış ve RNA izolasyon kiti (Invitrogen) kullanılarak ilgili hücrelere ait toplam RNA’lar elde edilmiştir.

Ardından Real Time PCR analizlerinde kullanılmak üzere cDNA sentez kiti (Fermentas) yardımıyla komplementer DNA’lar elde edilmiştir. Kantitatif ifadelenme seviyelerini belirlemek için ATR1 genine ve aktin genine ait fragmanlar çoğaltılmıştır. Denemelerde IQ5 Real-Time PCR System (Bio-Rad) kullanılmıştır.

Protein ifadelenme seviyelerini ölçmek için Western blot denemeleri yapılmıştır. İlgili maya suşları logaritmik faza ulaşıncaya kadar büyütülmüşlerdir. Elde edilen hücre ekstraktları ile SDS-PAGE yapılmış ve ardından PVDF membrana blotlama yapılmıştır. İlgili proteinlere ait birincil antikorlar ve HRP konjuge edilmiş ikincil antikorlar ticari olarak elde edilmiştir. Sinyal görüntüleme amacıyla SuperSignal West Pico chemiluminescent substrate solüsyonları (Pierce) kullanılmıştır.

Polizom profillemesi denemesi; sükroz densite gradiyenti, örneklerin homojenizasyonu ve fraksiyonların toplanması olarak üç kısımda incelenebilir.

Bulgular

Maya model organizması kullanılarak maya genomik DNA kütüphanesi taramaları ile ATR1 geni bir bor tolerans geni olarak bulunmuştur. Atr1, borun dışarı atılmasında ana rolü üstlenmekte ve bu şekilde hücrelerde, elemente karşı güçlü bir dirençlilik sağlamaktadır. Aynı zamanda ATR1 ifadelenmesinin de bor muamelesiyle kontrol edildiği ortaya çıkarılmıştır (Kaya, 2009). Bor metabolizmasında rol oynayabilecek diğer genleri bulmak için haploid ve diploid delesyon mutantlarından oluşan setler kullanılarak bütün genom bor dirençliliği sağlayan ve bor duyarlılığına sebep olan genler bakımından taranmıştır. Bu analizler ile delesyonu bor dirençliliği sağlayan 6 gen ve delesyonu hücreleri bora duyarlı hale getiren 21 gen bulunmuştur. Bulunan genler ve proteinler bor stresine yanıtta yer alabilecek çeşitli yolaklara dikkat çekmektedir (Uluisik, 2011a). Yapılan daha ileri çalışmalarla, bor stresinde ATR1 geninin ifadelenmesinin aminoasit biyosentez genlerinin ifadelenmeleriyle ilişkili olduğu ve bu mekanizmanın da Gcn4 transkripsiyon faktörü tarafından sıkı bir şekilde kontrol edildiği gösterilmiştir. Borun aynı zamanda Gcn2 protein kinazı bağımlı eIF2α’nın fosfatlanmasına sebep olarak protein sentezini baskıladığı da elde edilen veriler arasındadır (Uluisik, 2011b).

Sonuç

Çalışma kapsamında, bor toleransında gerekli genlerin bulunması için Saccharomyces cerevisiae’nin haploid ve diploid delesyon mutantlarından oluşan setler kullanılarak bütün genom taranmıştır. Buna ilaveten bir maya genomik DNA kütüphanesi borik asitin yüksek konsantrasyonlarında maya hücrelerinin büyümelerini destekleyen genler yönünden taranmış ve ATR1 mayada ana bor dirençlilik geni olarak bulunmuştur. Mikroarray sonuçlarına göre bor

transporterları arasında ifadelenmesi en çok artan ATR1 olmuştur. Atr1’in borun hücre dışına atılmasında görev aldığını ve hücre içi bor seviyelerini toksik seviyenin altında tutarak hücrelere yardımcı olduğu sonucuna varılmıştır.

ATR1’in transkripsiyonel kontrolünün ayrıntıları bilinmemektedir. Ancak borun GCN2 ile etkileşip eIF2α’nın fosfatlanmasını sağladığı, bu fosfatlanmanın da genel translasyonu baskılayıp GCN4 translasyonunu aktive ettiği, sonrasında ise GCN4‘ün ATR1 ve aminoasit biyosentez genlerinin aktivasyonunu sağladığı denemelerimizde gösterilmiştir. Sonuç olarak bor, hücrelerde protein sentezini inhibe etmektedir ve bu, borun yüksek konsantrasyonlarda toksik olmasının nedeni olabilir.

Referanslar

1. Bolanos, L., Lukaszewski K., Bonilla I., Blevins D. 2004. “Why Boron”, Plant Physiology and Biochemistry, 42, 907–912.

2. Gietz, R.D., Schiestl R.H. 1995. “Transforming yeast with DNA”, Methods Mol. Cell.

Biol., 5, 255-269.

3. Juan, J. C., Jes´us R., Agust´ın G. 2008 “Boron in Plants: Deficiency and Toxicity”, Journal of Integrative Plant Biology, 50 (10), 1247–1255.

4. Kaya, A., Karakaya C. H., Fomenko E. D., Gladyshev N. V., Koc A. 2009.

“Identification of a novel system for boron transport: Atr1 is a main boron exporter in yeast”, Molecular and Cellular Biology, 29, 13, 3665-3674.

5. Miwa, K., Takano J., Omori H., Seki M., Shinozaki K., Fujiwara T. 2007. “Plants Tolerant of High Boron Levels”, Science, 318 (5855), 1417.

6. Nagakawa, Y., Hanaoka H., Kobayashi M., Miyoshi K., Miwa K., Fujiwara T. 2007.

“Cell-type specificity of the expression of OsBOR1, a rice efflux boron transporter gene, is regulated in response to boron availability for efficient boron uptake and xylem loading”, Plant Cell, 19, 2624-2635.

7. Nielsen, F. H. 1996. “Dietary supplementation of physiological amounts of boron increases plasma and urinary boron of perimenopausal women”, Professional Communication. Proc North Dakota Acad Sci 50:52.

8. Nielsen, F. H. 1997. “Boron in human and animal nutrition”, Plant and Soil, 193, 199-208.

9. NRC., Mineral Tolerance of Animals. 2^nd ed. National Academy Press, Washington, D.C, (2005).

10. O’Neill, M. A., Ishii T., Albersheim P., Darvill A. G. 2004. “Rhamnogalacturonan II:

structure and function of a borate cross-linked cell wall pectic polysaccharide”, Annu.

Rev. Plant Biol., 55, 109–139.

11. Park, M., Li Q., Shcheynikov N., Zeng W., Muallem S. 2004. “NaBC1 is a ubiquitous electrogenic Na⁺-coupled borate transporter essential for cellular boron homeostasis and cell growth and proliferation”, Molecular Cell, 16(3), 331-341.

12. Rowe, R. I., Bouzan C., Nabili S., Eckhert C. D. 1998. “The response of trout and zebrafish embryos to low and high boron concentrations is U-shaped”, Biol Trace Elem Res., 66(1-3), 261-70.

13. Rowe, R. I. 1999. “Boron is required for zebrafish embryogenesis”, J. Exp. Biol., 202, 1649–1654.

14. Takano, J. 2002. “Arabidopsis boron transporter for xylem loading”, Nature, 420(6913), 337-40.

15. Tanaka, M., Fujiwara T. 2008. ”Physiological Roles and Transport Mechanisms of

16. Uluisik, I., Kaya A., Unlu E. S., Avsar K., Karakaya H. C., Yalcin T., Koc A. 2011a.

“Genome-wide identification of genes that play a role in boron stress response in yeast”, Genomics, 97(2), 106-111.

17. Uluisik, I., Kaya A., Fomenko D. E., Karakaya H. C., Carlson B. A., Gladyshev V. N., Koc A. 2011b. “Boron stress activates the general amino acid control mechanism and inhibits protein synthesis”, PLoS ONE, 6(11), e27772.

18. Warington, K. 1923. “The effects of boric acid and borax on the bread bean and certain other plants”, Ann. Bot, 37, 629-672.

19. Yazbeck, C., Kloppmann W., Cottier R., Sahuquillo J., Debotte G., Huel G. 2005.

“Health impact evaluation of boron in drinking water: a geographical risk assessment in northern France”, Environ Geochem Health, 27, 419–427.

Epidemiology of Human Papillomavirus in male population in Bosnia and Herzegovina

Bajić, M., Mrkulić, F., Avdihodžić, H., Čanić, S., Hukić, M., Mahmuljin, I.

Institution: NALAZ- Institute for Biomedical Diagnostics and Research

Although epidemiology and pathogenesis of genital HPV infections in women is known, there is little information about the natural history of anogenital HPV infection and diseases in men.

The available data propose that, as with women, most genital HPV infections in men are asymptomatic and inadequate. (Baldwin et al., 2003; M. C. G. Bleeker et al., 2009; Colón-López, Ortiz, & Palefsky, 2010; Dunne, Nielson, Stone, Markowitz, & Giuliano, 2006;

Partridge & Koutsky, 2006).

Despite the fact that HPV is sexually transmitted and infects the genitals of both sexes, the male penis or anus remains biologically less at risk to malignant transformation than the cervix. So, an understanding of male HPV infection is significant in terms of reducing HPV transmission to women and improving women's health. (Anna R Giuliano et al., 2011; Monsonego, 2011;

Palefsky, 2007, 2010).

The aim of this study is to examine and determine the presence of HPV infections among healthy men. The research covered total of 158 male patients.

The analysis of the prevalence of genotypes in population of male patients showed that the most common genotype was HPV-HR 16 (2.2%). Then it is HPV HR-51 (1.4%), HPV HR 66/68 (1.2%) and HPV HR 59 (0.9%).When it comes to low-risk HPV infections, the most common types are HPV 57/71 (20.4%); HPV 6 (19%); HPV 42 (13.5%); HPV 40/61 (11.2%) and HPV 11 (10.5%).

SARS-CoV-2 Aşı Çalışmaları Doç. Dr. Irmak BARAN

Karadeniz Teknik Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji A.B.D

31 Aralık 2019'da Çin'in Wuhan şehrinde etiyolojisi bilinmeyen çok sayıda pnömoni vakası ortaya çıktığı bildirilmiştir (1). Bunu takiben vaka sayılarında hızlı bir artış olmuştur ve Mart ayının ortasında Çin’de 80 binin üzerinde enfekte kişi ve 3 binden fazla ölüm olduğu duyurulmuştur. Hastalığa, şiddetli akut solunum yolu sendromu (SARS) etkeni yeni bir koronavirüsün neden olduğu saptanmıştır. Bu yeni virüs SARS-CoV-2 ve neden olduğu hastalık COVID-19 olarak tanımlandı (1,2).

Dünya Sağlık Örgütü, 2019'da ortaya çıkan yeni koronavirüs hastalığını (COVID-19) 30 Ocak 2020'de Uluslararası Düzeyde Halk Sağlığı ile İlgili Acil Durum olarak ilan ettikten sonra ve 11 Mart 2020'de pandemi olarak ilan etmiştir. COVID-19 vakalarının sayısı başlangıçta umulanın aksine tüm dünyada şaşırtıcı bir şekilde artmıştır. 21 Eylül 2020 itibarıyla onaylanan toplam vaka sayısı 31.280.603’e ve ölüm sayısı 965.668’e yükselmiştir (1,3).

Devam etmekte olan pandeminin sorumlu ajanı olan şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2), Coronaviridae ailesinin Betacoronavirus (β-CoV) cinsine aittir (1, 4). Koronavirüsler esasen yaygın insan patojenleridir; Alphacoronavirus’ün iki tipi (229E ve NL63) ve iki tip Betacoronavirus’ün iki tipi (OC43 ve HKU1) insanlarda dolaşımda bulunur ve mevsimsel soğuk algınlıklarına neden olur (1).

SARS-CoV-2’nin genomik sekansları daha önce 2003 yılında tanımlanan SARS (şiddetli akut respiratuvar sendrom) virüsüne benzediği için bu isim verilmiştir. (1). SARS-CoV-2 şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs (SARS-CoV) ve Orta Doğu solunum sendromu ile ilişkili koronavirüs (MERS-CoV) ile birlikte, tüm insan koronavirüsleri arasında hayatı en çok tehdit eden üç türü oluşturmaktadır (4).

SARS-CoV-2 lineer tek zincirli pozitif polariteli bir RNA genomuna sahiptir. Bu genom 4 yapısal proteini [sivri uç (S), zarf (E), membran (M) ve nükleokapsid (N)], 16 yapısal olmayan protein (nsp1-nsp16) ve birkaç yardımcı proteini kodlar.

Virüs, yüzey spike proteinini, insan hücrelerinin yüzeyindeki ACE-2 (anjiotensin konverting enzim-2) reseptörlerine bağlanmak için kullanır (1,5). S proteininin proteolitik olarak bölünmesi ve viral ve endozomal zarların füzyonu, viral RNA'nın sitozole salınmasını tetikler (1).

Bu virüsün çok yeni karşılaşılan bir virüs olması nedeniyle SARS-CoV-2'ye karşı spesifik bir antiviral ilaç veya aşı mevcut değildir. Bu nedenle, aşıların geliştirilmesindeki aciliyet, pandemiyi durdurmak ve yeni viral salgınları önlemek için hayati önem taşımaktadır (1,4).

SARS-Cov-2 Aşı Geliştirme Stratejileri

2009 H1N1 influenza virüsü salgını sırasında aşı üreticileri üretim hatlarını hızla trivalan mevsimsel grip virüsü aşıları üretmekten monovalan pandemik aşı üretmeye dönüştürmüşlerdir. Bunun için temelde sadece üretim yapılan türler değiştirilmiş ve yerleşik ve onaylanmış üretim süreçleri, yerleşik piyasaya sürme kriterleri ve mevcut ve onaylanmış kalite

kontrol işlemleri kullanılmıştır. Buna rağmen, aşının dağıtılmaya ve kullanılmaya hazır hale gelmesi 6 ay sürmüştür. Bu kez, insanları yeni ortaya çıkan bir virüs şeklinde yeni bir zorluk beklemektedir ve vermemiz gereken tepki daha karmaşık olacak çünkü koronavirüsler için halihazırda mevcut aşılar veya üretim süreçleri bulunmamaktadır (1).

COVID-19'a neden olan koronavirüs olan SARS-CoV-2'nin genetik sekansının 11 Ocak 2020'de yayınlanmasından sonra hastalığa karşı bir aşı geliştirmesini için yoğun küresel Ar-Ge faaliyetleri başlatılmıştır (6,7). İnsan denekler üzerinde ilk aşı güvenliği denemelerine Mart ayında başlamıştır, ancak önümüzdeki yol belirsizliğini korumaktadır. Şu ana kadar yapılmakta olan denemelerin bir kısmı başarısız olacak ve bir kısım diğerleri ise net bir sonuç olmadan sona erecektir. Ancak bunların arasında çok az sayı da birkaçının virüse karşı etkili antikorlar üretmesi için bağışıklık sistemini uyarmada başarılı olabileceği muhtemeldir (7,8).

Aşılar tipik olarak klinik kullanıma girmeden önce yıllarca araştırma ve test gerektirir, ancak bilim adamları güvenli ve etkili bir koronavirüs aşısı üretmek için şu anda adeta yarışıyor (7,8). SARS-CoV-2'ye karşı dünyadaki çeşitli şirketler ve üniversitelerdeki araştırma ekipleri tarafından Eylül 2020 itibarı ile 231 aşı geliştirilme çalışması yapılmaktadır (2, 6). Bunların büyük kısmı henüz preklinik, hayvan deneyi aşamasındadır. Bunlardan 40 tanesi insan deneklerde klinik çalışma aşamasındadır ve bunlardan dokuz tanesi Faz III aşamasına ulaşmıştır (2,7). Şu ana kadar tam onaylanmış bir aşı yoktur. Sınırlı kullanım için onay almış aşılar bulunmaktadır (7,8). Araştırmacılar, bazıları daha önce lisanslı bir aşıda kullanılmamış olan çok farklı teknolojileri denemektedirler (5).

Yeni Aşı Geliştirme Basamakları

CDC’ye (Centers for Disease Control and Prevention) göre yeni bir aşının geliştirilmesinin genel basamakları şunlar olarak tanımlanmıştır (9)

1. Keşif aşaması

2. Klinik öncesi aşama (Preklinik faz) 3. Klinik çalışmalar

4. Yasal inceleme ve onay 5. İmalat

6. Kalite kontrol

Preklinik aşamada bilim adamları, hücreler üzerinde yeni bir aşıyı test eder ve ardından bir bağışıklık tepkisi oluşturup oluşturmadığını görmek için fareler veya maymunlar gibi hayvanlara verir. Şu anda aktif geliştirme aşamasında olan doğrulanmış 92 preklinik aşı bulunmaktadır (7,8).

Klinik çalışmalar üç aşamalı bir süreçtir.

1. Faz I sırasında, yaklaşık birkaç düzine kadar küçük insan gruplarına (20-100 arasında sağlıklı gönüllüye) güvenlik ve ön dozlamanın yanısıra bağışıklık sistemini uyardığını doğrulamak için deneme aşısı yapılır. Faz I esasen bir aşının güvenlik çalışmasıdır. Bu aşama normal şartlarda aylar sürebilir. Faz I bir aşının güvenlik çalışmasıdır.

2. Faz II'de klinik çalışma genişletilir ve yeni aşının hedeflediği popülasyonun özelliklerine benzer özelliklere (yaş ve fiziksel sağlık gibi) sahip kişilere aşı yapılır. Faz II çalışmaları faz I’in başarılı olduğu gösterildikten sonra yapılır. Tipik olarak yüzlerce kişi üzerinde aşının uygulanması ile aday aşının immünojenisitesi, doz seviyeleri, olabilecek olumsuz etkileri belirlenir. Faz II genişletilmiş çalışma olarak bilinir. Aşı çocuklar ve yaşlılar gibi ayrılmış gruplara verilerek farklı gruplardaki etkilerine de bakılır. Bu aşama da aylarca sürebilirken iki yıla uzayabilir. Faz I-II çalışmalarında ön güvenlik ve immün yanıt oluşturma potansiyelleri test edilir.

3. Faz III'te aşı binlerce kişiye verilir ve etkinlik ve güvenlik açısından test edilir.

Faz III çalışmalarında kişi sayısını arttırılmasının yanı sıra bir kontrol grubu da dahil edilir.

Plasebo alan gönüllülere karşılaştırılarak gerçek aşıyı alanlardan kaçının enfekte olduğuna bakılır. Bu denemeler, aşının koronavirüse karşı koruma sağlayıp sağlamadığını belirleyebilir.

Haziran ayında F.D.A. bir koronavirüs aşısının etkili sayılabilmesi için aşılanmış kişilerin en az % 50'sini koruması gerektiğini söylemiştir. Aşının etkinliği test edilirken optimal dozda oluşabilecek yan etkiler de gözlenir. Faz III etkinlik çalışması olarak bilinir. Bu aşama 1-5 yıl sürebilirken veya bazı durumlarda bu süre daha da uzayabilir (2, 7- 10).

Kombine (Abriviye) Aşamalar: Aşı geliştirmeyi hızlandırmanın bir yolu, fazları birleştirmektir. Normalde aşı üretilmesi için gereken süre yaklaşık 20 yıldır. Bu süreyi kısaltmak için laboratuvar hayvanlarında ve sağlıklı insanlarda bir aşı adayının ön güvenlik ve etkinlik çalışmalarının başarılı bir şekilde sonuçlanmasının ardından tipik Faz III araştırmaları by-pass edilerek hızlandırılmış bir yol sağlayan kontrollü challenge çalışmaları gerçekleştirilebilir. Daha önce de benzer hızlandırma çalışmalar, influenza, tifo, kolera ve sıtma gibi COVID19 enfeksiyonundan daha az ölümcül olan hastalıklar içinde uygulanmıştır (2).

Bazı koronavirüs aşıları için şu anda Faz I -II ve Faz II-III denemeleri aynı anda yapılmaktadır, örneğin sınırlı sayıda kişi üzerinde test edilmeden ilk kez yüzlerce kişi üzerinde test

Bazı koronavirüs aşıları için şu anda Faz I -II ve Faz II-III denemeleri aynı anda yapılmaktadır, örneğin sınırlı sayıda kişi üzerinde test edilmeden ilk kez yüzlerce kişi üzerinde test