DNA-rokotteissa, joihin usein viitataan kolmannen sukupolven rokotteina, käytetään muokattua DNA: ta indusoimaan immunologinen vaste isännässä bakteereja, loisia, viruksia ja mahdollisesti syöpää vastaan.
Perinteiset rokotteet
Tällä hetkellä maailman väestön saatavilla olevat rokotteet sisältävät tuhkarokko-, sikotauti-, vihurirokko-, kausi-influenssaviruksen, jäykkäkouristus-, polio-, B-hepatiitti-, kohdunkaulan syöpä-, kurkkumätä-, hinkuyskä- ja muiden tautien rokotteet. maailman.
Monet näistä rokotteista tarjoavat immuniteetin indusoimalla antigeenispesifisiä adaptiivisia immuunivasteita isännässä.
Tarkemmin sanottuna nämä rokotteet altistavat immuunijärjestelmän patogeenistä peräisin oleville epitoopeille, mikä antaa immuunijärjestelmälle mahdollisuuden kehittää vasta-aineita, jotka tunnistavat ja voivat hyökätä tämän tartuntatautia vastaan, jos rokotettu isäntä kohtaa tämän patogeenin tulevaisuudessa.
Vaikka tavanomaiset rokotteet ovat ratkaisevan tärkeitä lukuisien erittäin tarttuvien tautien leviämisen estämisessä, näiden rokotteiden valmistaminen edellyttää usein, että tutkijat käsittelevät eläviä taudinaiheuttajia. Näiden taudinaiheuttajien käsittely ei voi vain aiheuttaa turvallisuusriskiä rokotetta kehittäville ihmisille, mutta myös näiden taudinaiheuttajien aiheuttama saastuminen on huolestuttavaa.
Tavanomaisten rokotteiden kehittämiseen liittyvät haasteet ovat johtaneet useiden vaihtoehtoisten rokotemenetelmien tutkimiseen, joita voitaisiin käyttää sekä tartuntatauteihin että muihin kuin tartuntatauteihin.
Yksi vaihtoehtoinen rokote, joka on saanut huomattavaa huomiota, on DNA-pohjainen rokote. DNA-pohjaisen rokotteen katsotaan olevan vakaampi, kustannustehokkaampi ja helpompi käsitellä kuin perinteiset rokotteet.
Kuinka DNA-rokotteet toimivat?
Kuten mikä tahansa muu rokotetyyppi, DNA-rokotteet indusoivat mukautuvan immuunivasteen. DNA-rokotteen perustoimintaperiaate on sellaisen DNA-plasmidin käyttö, joka koodaa proteiinia, joka on peräisin patogeenistä, johon rokote kohdistetaan.
Plasmidi-DNA (pDNA) on halpa, stabiili ja suhteellisen turvallinen, jolloin tämän ei-virusalustan voidaan katsoa olevan erinomainen vaihtoehto geenin kuljettamiseen. Jotkut pDNA: n lähteenä käytetyistä erilaisista virusvektoreista sisältävät onko-retrovirukset, lentivirukset, adenovirukset, adenoon liittyvät virukset ja Herpes simplex-1: n.
Kun annetaan DNA-rokotteen lihaksensisäinen injektio, pDNA kohdistaa myosyytit. DNA-rokotteet voidaan antaa myös ihonalaisena tai ihonsisäisenä injektiona keratinosyyttien kohdentamiseksi. Injektiokohdasta riippumatta pDNA transfektoi myosyytit tai keratinosyytit. Nämä solut läpikäyvät sitten apoptoosin.
Apoptoosin läpikäyvä solu vapauttaa pieniä membraaniin sitoutuneita fragmentteja, jotka tunnetaan apoptoottisina kappaleina. Nämä apoptoottiset kappaleet laukaisevat solujen roskien endosytoosin kypsymättömillä dendriittisoluilla (iDC). IDC: n aktiivisuus voi sitten aloittaa eksogeenisten antigeenien muodostumisen, jotka ovat yksinomaan tärkeimmän histokompatibiliteettiluokan II (MHCII) mukaisia.
Antigeeniesitys MHCII: lle aktivoi auttaja CD4: n+ T-solut, jotka myötävaikuttavat B-solujen muodostumiseen ja lopulta mahdollistavat humoraalisen immuunivasteen syntymisen. Tätä humoraalista immuunivastetta tarvitaan CD8: n tuotannon aktivoimiseksi+ T-solut.
Joko myosyytteihin tai keratinosyytteihin vaikuttamisen lisäksi mikä tahansa DNA-rokotteen antoreitti voi myös transfektoida antigeeniä esitteleviä soluja (APC), jotka sijaitsevat lähellä pistoskohtaa. Tämä suora transfektioreitti johtaa endogeeniseen siirtogeeniekspressioon ja antigeenin rinnakkaiseen esittämiseen sekä MHCI: n että MHCII: n kautta, jolloin saadaan molemmat CD8+ ja CD4+ T-solut.
Mitä DNA-rokotteita kehitetään parhaillaan?
Tällä hetkellä ei ole olemassa DNA-rokotteita, jotka olisi hyväksytty laajalle levinneeksi ihmisille. Sekä Yhdysvaltojen elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) että Yhdysvaltain maatalousministeriö (USDA) ovat kuitenkin hyväksyneet useita DNA-pohjaisia rokotteita eläinlääkinnälliseen käyttöön, mukaan lukien hevosten Länsi-Niilin virusta koskeva rokote ja melanoomarokote koirat.
Vaikka DNA-pohjaisia rokotteita ei ole vielä hyväksytty käytettäväksi suuressa yleisössä, tehtiin useita ihmisen kliinisiä tutkimuksia DNA-rokotteista. Yhdysvaltain kansallisen lääketieteellisen kirjaston mukaan yli 160 erilaista DNA-rokotetta testataan tällä hetkellä kliinisissä tutkimuksissa Yhdysvalloissa. On arvioitu, että 62% näistä kokeista on omistettu syöpärokotteille ja 33% haetaan rokotteille ihmisen immuunikatovirusta (HIV) vastaan.
Yhdessä ensimmäisistä kliinisistä tutkimuksista DNA-rokotteella tutkittiin DNA-rokotteen mahdollisia terapeuttisia ja ennalta ehkäiseviä vaikutuksia HIV: hen. Vaikka tässä kokeessa havaittiin jonkin verran immunogeenisyyttä, merkittäviä immuunivasteita ei havaittu syntyvän. HIV: n hypervariabiliteetti sallii tämän viruksen tunkeutua isännän immuunijärjestelmään useiden eri mekanismien kautta.
Tämän seurauksena tutkijat, jotka pyrkivät kehittämään DNA-pohjaisen rokotteen HIV: tä vastaan, ovat huomanneet, että useita erilaisia aloitusstrategioita, tehosteaineita ja muuttuneita injektio-ohjelmia on arvioitava huolellisesti parhaan HIV-rokotteen suunnittelemiseksi.
Tulevaisuuden suuntia
Vaikka tällä hetkellä ihmisillä testataan lukemattomia DNA-pohjaisia rokotteita ympäri maailmaa, useat haasteet estävät edelleen tämän rokotteen lähestymistavan muuttamista klinikaksi. Yksi suurimmista DNA-rokotteisiin liittyvistä haasteista on niiden alhainen immunogeenisuus suuremmissa eläimissä ja ihmisissä.
Tutkijat uskovat, että suurempia määriä DNA: ta välillä 5-20 mg olisi injektoitava keskikokoiselle ihmiselle DNA-pohjaisten rokotteiden immunogeenisuuden lisäämiseksi. Toinen DNA-pohjaisten rokotteiden haaste sisältää transfektion optimoinnin, joka voidaan saavuttaa sisällyttämällä useita parametreja, kuten hybridi virus / eukaryoottinen promoottori tai optimoimalla antigeenikodonit.
Yhdessä ihanteellinen DNA-rokote välttää solunulkoisen hajoamisen ja tulee onnistuneesti kohdesolujen ytimeen indusoimaan pitkäaikaisen immuunivasteen.
.