بسمه تعالی

اهمیت واکسنهای DNA

تنظیم و تدوین

از

دکتر رضا هاشمی فشارکی

گروه تحقیق مستقر در دفتر مرکزی

موسسات تحقیقاتی – تولیدی پسوک و فارمازند

مهر ماه ۱۳۹۵

اهمیت واکسن های DNA

خلاصه:

ایمنی ژنتیکی یا ایمنی با استفاده از DNA  روش جدیدی است که در تولید پاسخ های ایمنی در مقابل آنتی ژنهای پروتئینی نقش موثری دارند بعبارت دیگر واکسن DNA بر مبنای بکارگیری پلاسمیدهائی است که واجد اطلاعاتی در مورد ارائه آنتی ژن مورد نظر باشند و در واقع اساس مایه کوبی با DNA واکسن این است که DNA  کد کننده آنتی ژن واکسن وارد بدن شده و توسط سلولها جذب و بوسیله mRNA نسخه برداری و سپس پروتئین های آماده شده باعث تحریک سیستم ایمنی و ایجاد پاسخ های ایمنی میشوند.

واکسنهای سنتی:

در پزشکی و دامپزشکی گسترش و توسعه تولید واکسن بر ضد میکروارگانیسم های بیماریزا پیشرفت قابل چشمگیری داشته است و در حال حاضر نیز تولید آنها ادامه دارد. در واقع مایه کوبی با استفاده از دو نوع واکسن انجام میگیرد:

الف- واکسنهای زنده و تخفیف حدت یافته: این گونه واکسنها فاقد قدرت بیماریزائی بوده و قدرت ایمنی زائی آنها پاسخ های ایمنی را در میزبان ایجاد مینماید در واقع پروتئین های ویروسی که در بدن میزبان تولید میگردند در سطح خارجی سلول جایگزین شده سپس توسط سلولهای زباله خوار (Scavenger cells) یا سلولهای معرفی کننده آنتی ژن APC* جذب و سپس به سلولهای T عرضه میشوند و در واقع مجموعه آنتی ژنهای پروتئینی همراه با آنتی ژنهای خودی حاصله از مجموعه مولکولی سازگار نسجی (Major Histocompatibility Complex Molecules(MHC)) باعث واکنش سلولهای (Cytotoxic T cells) و سلولهای کمک کننده (Th1=T helper cells) و در نهایت پاسخ های ایمنی سلولی میشوند.

ب- واکسنهای کشته یا غیر فعال :در اینگونه واکسنها میکروارگانیسم های بیماریزا از راههای مختلف غیر فعال شده سپس تمام پیکره یا قسمتی از پیکره میکروارگانیسم که ایمنی زا هستند جدا شده و بعنوان واکسن از آنها استفاده میشود در واکسن های کشته برای افزایش قدرت ایمنی زائی و تداوم آن از یاورهای مطلوب استفاده میگردد ایمنی حاصله از این گونه واکسنها مستقیماً بوسیله پاسخ های ایمنی همورال و سلولهای کمکی حاصل میشود و در اینگونه واکسنها معمولاً ایمنی سلولی تولید نمیشود و در واقع این گونه واکسنها توانائی فعال نمودن سلولهای T  کشنده را ندارند از طرفی قدرت ایمنی زائی آنها در مدتی نه چندان طولانی کاسته شده و ضرورت دارد برای تداوم ایمنی تزریق های مجدد واکسن انجام پذیرد.

*APC:سلولهای معرفی کننده آنتی ژن(Antigen presenting cells):شامل : ماکروفاژها ، سلولهای دندریتیک و سلولهای B  هستند .

ایمنی ژنتیکی (Genetic immunization):

مایه کوبی با استفاده از واکسن های DNA از اوایل سال ۱۹۵۰ معمول شده است و با توجه به نتایج درخشانی که از تزریق آنها بدست آمده  بعنوان یک اقدام مفید و مطلوب جهت کنترل بیماریها در نظر گرفته میشود. تزریق مستقیم DNA  پلاسمید به بدن میزبان پاسخ های ایمنی قابل توجهی را نسبت به آنتی ژنی که بوسیله ژن واکسن رمز گشایی شده است ایجاد مینماید در واقع به محض اینکه DNA پلاسمید ساخته شده به سلولهای میزبان تزریق بشود DNA خارجی جذب سلولها شده و با ارائه ژن وارد شده به سلول و پردازش آنتی ژن، پروتئین های مربوط به ویروس در داخل سلولها تولید میگردند سپس در سطح سلولها جایگزین و به سلولهای T و سلولهای B  معرفی میشوند و سلولهای کشنده و سلولهای B بمنظور از بین بردن پروتئین های آنتی ژنی فعالانه وظایف خود را انجام و در نهایت میزبان در مقابل میکروارگانیسم عفونی زا ایمن میگردد.

فرآیند تولید پلاسمیدهای DNA

واکسن های DNA از پلاسمیدهای تکثیر شده در باکتریها تشکیل شده اند پلاسمیدهای بکار برده شده در مایه کوبی واجد دو مرحله هستند:

۱- ارائه آنتی ژن با استفاده از توانائی های پروموتورها و تقویت کننده ها  (Enhancers) که متعاقب آن آنتی ژن مورد نظر رمز گشایی میگردد.

۲- تولید: که تشکیل شده است از توالیهای ضروری باکتریائی بمنظور تکثیر پلاسمید، سپس پلاسمیدهای مربوط به واکسن از پلاسمیدهای باکتریایی جدا و خالص میگردند و در نهایت پلاسمیدهای DNA  بعنوان واکسن DNA  مورد استفاده قرار میگیرند.

تجویز واکسن DNA:

در طی دهه گذشته با بررسیهای کلینیکی و آزمایشهای کاربردی راههای متعددی برای تجویز واکسن DNA  در نظر گرفته شده است که شامل تزریق های داخل عضلانی ، داخل وریدی و زیر پوستی میباشند از طرفی با توجه به اینکه در پوست و غشاهای مخاطی تراکم بالائی از سلولهای دندریتیک ، ماکروفاژها و لنفوسیت ها وجود دارد میتوان چنین نتیجه گرفت که تزریق زیر پوستی مطلوب تر و مناسب تر میباشد.

مکانیسم (ساز و کار) واکسن DNA:

حامل های پلاسمیدی (Plasmid  Vectors) که پروتئین های مورد نظر را بیان مینمایند تحت کنترل پروموتورهای مناسب بداخل پوست یا داخل عضله تزریق میگردند و پس  از جذب پلاسمید پروتئین های آنتی ژن توسط پروتئازهای (Proteases) میزبان پردازش شده و به پپتید تبدیل شده و بوسیله انتقال دهنده های غشائی در شبکه اندوپلاسمیک قرار میگیرند و پس از ارتباط با مجموعه مولکولهای سازگارنسجی گروه۱ در سطح سلولهای معرفی کننده آنتی ژن ها جایگزین شده و باعث تحریک سلولهای T  کشنده CD8+ cytotoxic T cells میشوند و با همکاری سایتوکاین ها سلولهای آلوده را متلاشی و مانع از فعالیت میکروارگانیسم میگردند.

وانگهی پروتئین های خارجی  میتوانند با همکاری مجموعه مولکولهای سازگار نسجی گروه ۲ از طریق سلولهای معرفی کننده آنتی ژن باعث تولید پاسخ سلولهای کمک کننده T  بشوند و از طرفی قادر هستند پپتیدهای شکل گرفته از پروتئین های خارجی را شناسائی و توسط سلولهای APC فاگوسیته نمایند. ضمناً با تحریک سلولهای B  پادتن های مورد نیاز برای از بین بردن پروتئین های خارجی را تولید نمایند.

فوائد واکسنهای DNA:

-ایمنی با DNA  واکسن ها در مقایسه با واکسنهای سنتی از اهمیت بیشتری برخوردار میباشد زیرا در این گونه واکسنها بیان ژن DNA (مربوط به پروتئین های آنتی ژنی) به دستگاه ایمنی میزبان بمنظور  تولید پاسخ های ایمنی بمراتب از اثر اپی تاپ های ( Epitopes) مربوط به واکسنهای سنتی بیشتر اهمیت دارد.

-واکسنهای DNA میتوانند آنتی ژنهای متعددی را رمز گشائی نموده و پرونئین های آنتی ژنی متفاوتی را در یک دز به میزبان ارائه نماید از طرفی مقدار واکسن موجود در هر دز واکسن DNA  کمتر از مقدار دز واکسنهای سنتی است و در واقع تنها یک یا چند میکرو گرم از پلاسمیدها برای ایجاد ایمنی در میزبان کافی هستند .

-امتیاز مهم دیگر واکسنهای ژنتیکی توانائی آنها در درمان  عفونت های مزمن میباشد ضمناً اینگونه واکسن ها در مقابل حرارت پایدار بوده و نگهداری و حمل آنها نیز آسان میباشد.

محدودیت ها:

گر چه واکسن DNA  باعث افزایش و بالا رفتن  پاسخ های ایمنی بر ضد پروتئین های بیماریزا میشوند معذالک باید اضافه نمائیم که باکتریهائی که پوشش خارجی آنها از پلی ساکارید ساخته شده در شرایط فعلی نمیتوانند در تهیه و تولید واکسن های DNA  نقش داشته باشند که این خود میتواند مانع از گسترش تولید این گونه واکسنها بشود امیدواریم با برطرف شدن مشکلات موجود بتوان از واکسن های DNA  بنحو بهتری استفاده نمود.

نتیجه:

بطور کلی با تداوم بررسیها ، رفع محدودیت های تولید واکسن DNA و داشتن اطلاعات بیشتر در مورد مکانیسم اثر اینگونه واکسنها و طرح ریزیهای لازم درجهت مصرف آنها امیدواریم در آینده نه چندان دور بتوان درجهت مبارزه با بیماریها بنحو بهتر و مطلوب تری از این گونه واکسنها استفاده بهینه نمایند.

تهیه و تنظیم:دکتر رضا هاشمی فشارکی