Что такое прививка днк
[Всего: 0 Средний: 0/5]
Сегодня весь мир замер в ожидании эффективного лекарства и прививки от коронавируса. Ученые в ускоренном темпе разрабатывают и тестируют различные препараты и новые сыворотки. Но, в средствах массовой информации все чаще мелькают сообщения о новом виде вакцинации – ДНК вакциной. Что это такое? Чем такие прививки отличаются от привычных? Спасут ли они мир от COVID-19 и других опасных заболеваний?
Что такое ДНК-вакцина?
ДНК-вакцина – это искусственно синтезированная генно-инженерная конструкция, которая при введении в организм способна вызвать иммунную реакцию. После ДНК-вакцинации в клетках продуцируются белки патогенов или опухолевых антигенов. То есть, способность противостоять вирусам и инфекциям закладывается в функцию самой клетки организма.
ДНК-вакцина в настоящее время для вакцинации людей не используется, хотя работы в этом направлении ведутся еще с 50-60 годов.
В настоящее время исследования в этом направлении сильно активизировались. В СМИ появляется информация, что правительства некоторых стран, например, Италии, планируют в ближайшем будущем ввести обязательную ДНК-вакцинацию детей.
Каким способом возможно введение ДНК-вакцины?
Доставить готовую ДНК-вакцину к месту назначения (встроить в мембрану клетки) не так просто, как при введении обычной прививки. Поэтому ученые еще не пришли к единому мнению насчет способа массовой ДНК-вакцинации.
В перспективе рассматриваются несколько методов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Это:
- Инъекции (подкожные или внутримышечные). Хороши тем, что для них не нужно специальное оборудование. Но, при таком способе нужно вводить довольно большой объем материала. В противном случае инъекция может оказаться малоэффективной.
- Электропорация. Воздействие на клетку осуществляется с помощью электрического импульса, создающего поры в клеточной мембране. Одновременно шприцом в мышечную ткань вводится ДНК-вакцина. Метод считается достаточно эффективным, но при таком способе введения разрушается ткань.
- С помощью генного пистолета. Этот метод еще называется баллистической трансфекцией. Клетки тканей буквально подвергаются «бомбардировке» микрочастицами золота или вольфрама, на которые нанесены молекулы ДНК-вакцины. В месте выстрела повреждаются клетки, но метод считается весьма эффективным.
- С использованием высокого давления. Этот метод инъекций не нов. Его иногда используют для введения инсулина. Он безболезненный. Но, у ученых возникают сомнения насчет него, так как теоретически он способен повреждать структуру ДНК.
- Методом упаковки в липосомы. ДНК-вакцина вводится в составе специального комплекса внутривенно, интроназально или другим методом. Способ довольно спорный по эффективности, возможно, токсичный.
Где уже применяются ДНК-вакцины
ДНК-вакцины – это не фантастика. Они уже существуют. ДНК-вакцинация одобрена в США для применения на животных.
В настоящее время в Америке проводится ДНК-вакцинация четырьмя препаратами:
- Против вируса лихорадки Западного Нила прививают коней с 2005 года.
- Против вирусного некроза гемопэтической ткани прививают с 2005 года рыб семейства Лососевых.
- Гормон роста вводят свиньям и другому домашнему скоту с 2008 года.
- Против меланомы вакцинируют собак с 2010 года.
Чем опасна ДНК-вакцинация?
Главная опасность ДНК-вакцин состоит в недостаточной изученности последствий такой прививки. Никто достоверно не знает, каково будет развитие аутоиммунного ответа организма. Ведь весьма вероятна ситуация, когда получится неспецифический и непредсказуемый иммунный ответ.
Также вы не можете быть уверены в том, что вместе с ДНК-вакциной, введенной вам или вашему ребенку, вам не внедрят чужеродное ДНК. Как после этого изменится геном клетки? Как это отразится за здоровье в будущем? Не пострадает ли детородная функция мальчиков и девочек?
Все эти вопросы остаются открытыми. И, тем не менее, работы по созданию ДНК-вакцин активно продолжаются.
Против каких болезней людей ведется разработка ДНК-вакцин?
Уже известно, что ДНК-вакцины против некоторых заболеваний человека существуют, и даже проходят клинические испытания на людях. Тестируются ДНК-вакцинации против:
- диабета;
- кариеса;
- аутоиммунных заболеваний;
- противоопухолевые;
- вирусных и бактериальных возбудителей инфекций.
Возможно, уже существует ДНК-вакцина от гриппа, герпеса или коронавируса. Но, не приведет ли ее применение в широких массах населения планеты к еще большей катастрофе? Если у вас есть свое мнение на этот счет, делитесь им в комментариях.
Источник
ДНК-вакцины. Свойства и методы получения днк-вакцин.Новой потенциально полезной стратегией иммунизации явилось внутримышечное или внутрикожное введение плазмидной ДНК, кодирующей вирусные протективные антигены. Открытые возможности использования ДНК в качестве вакцины явились наиболее революционным достижением стремительно развивающейся технологии рекомбинантной ДНК. Создание ДНК-вакцин стало возможным благодаря разработке вирусных векторных систем. Повышению эффективности доставки ДНК в клетки и установлению длительной экспрессии чужеродной ДНК в трансфицированных клетках организма. Новое направление в иммунопрофилактике называют «генетической иммунизацией» или «иммунизацией нуклеиновыми кислотами». В 1990 г. Вульф и сотр. обнаружили, что плазмидная конструкция ДНК, включающая ген галактозидазы, введенная в скелетную мышцу мыши, длительно (до 60 дней) экспрессирует фермент. Вскоре после этого было показано, что после ДНК-вакцинации у животных образуются специфические антитела, развивается клеточный иммунитет и защита от вирусной инфекции. Экспрессия чужеродных генов in vivo может обходиться без сложных систем, используя прямое введение плазмидной ДНК. ДНК-экспрессируюшие векторы для этих целей могут быть реализованы несколькими путями. Простейшим и неожиданно одним из наиболее эффективных методов является введение ДНК в солевом растворе («голая» ДНК).
ДНК-вакцины обычно содержит плазмиду E.coli с сильным промотором и репортерный ген. Плазмида амплифицируется обычно в E.coli, очищается, суспендируется в буферном растворе, а затем просто вводится в организм. Рекомбинантные плазмиды представляют собой конструкции, содержащие гены, способные экспрессировать нужные вирусные антигены. Клетки организма, по крайней мере вначале, в месте инъекции трансформируются плазмидой, ДНК транспортируется к ядру, где транслируется интересующий (репортерный) белок. Экспрессия репортерных генов обнаружена в мышцах, селезенке, печени, коже, легких и мозге. Однако наиболее выраженная экспрессия обнаружена в мышцах. Ее можно было обнаружить в течение минуты после инъекции. Она максимально проявлялась через 1-2 недели, а затем постепенно снижалась, но могла быть обнаружена, по крайней мере, через 19 месяцев. Механизм интернализации ДНК клетками еще не выяснен и неизвестно, почему мышечные клетки являются наиболее эффективной клеточной мишенью трансфекции при прямом введении ДНК. Простое объяснение, состоящее в том, что ДНК просачивается в клетки в результате повреждения при введении, не подтверждено экспериментально. Скорее можно предположить, что в этом могут участвовать физиологические процессы включения ДНК. Так как внутримышечная иммунизация оказалась наиболее эффективной, вначале думали, что трансфицированные миоциты ответственны за поддержание продукции антигена и функционируют как антиген-презентирующие клетки. Сейчас считают, что для этого требуются «профессиональные» антиген-презентирующие клетки, происходящие из костного мозга, эти клетки инфильтрируют место присутствия антигена и играют роль местного лимфоузла. Также может иметь место прямая трансфекция антиген-презентирующнх клеток, особенно клеток лангерганса при внутрикожном введении. Иммунизация ДНК имеет некоторые преимущества перед иммунизацией очищенными вирусными антигенами. Наиболее важным преимуществом является то, что вирусные антигены, такие как вирусные гликопротеины, могут экспрессироваться на поверхности трансфецированных клеток и представляться иммунной системе в нативном виде. В процессе очистки вирусных белков, сборки и очистки ВПЧ или химической инактивации вирусов структура эпитопов на протективных белках может быть нарушена и вызовет ослабление иммуногенности. ДНК-иммунизация устраняет эти проблемы и больше напоминает иммунизацию живыми вирусными вакцинами, чем неживыми вирусными антигенами. Вирусные антигены, кодируемые ДНК, эффективно презентируются и вместе с антигенами МНС I вызывают индукцию Тх- и Тц-лимфоцитов. Таким путем они способны вызывать сбалансированный иммунный ответ, более сходный с постинфекционным иммунитетом, чем с иммунитетом на преформированные вирусные антигены. Другим преимуществом иммунизации ДНК является способность трансфицировать клетки без интерференции с вирусными антителами. Наконец, чужеродные антигены могут экспрессироваться in vivo в течение нескольких месяцев после ДНК-иммунизации. Однако иммунный ответ при этом может развиваться медленно. Этот метод иммунизации еще не оптимизирован, хотя предложены различные усовершенствования. Значительное усиление ответа на вакцинацию достигнуто включением плазмидной ДНК в микрочастицы диаметром 1—3 мкм, покрытые золотом и вводимые путем «бомбардировки» с помощью гелевого газового «пистолета» (генный пистолет). Введение таким образом 1 мкг ДНК является достаточным. В опытах с другими рекомбинантными вакцинами включали гены, кодирующие иммуностимулирующие белки, такие как интерлейкин-2, интерлейкин 12 и интерферон гамма. Преимущества ДНК-вакцин заключаются в чистоте, физико-химической стабильности, относительно низкой стоимости производства, простоте доставки, включении в одну плазмиду генов, кодирующих множество антигенов, и экспрессии антигенов в их нативной форме (что облегчает процессинг и презентацию иммунной системе). Повторное введение не сопровождается интерференцией, но сопровождается гуморальным и клеточным (Тц и Тх) ответом. Одна из особенностей ДНК-иммунизации состоит в том, что она эффективна в присутствии материнских антител. Главным недостатком ДНК-вакцин является возможная опасность, связанная с введением чужеродной генетически измененной ДНК, интеграпия которой в хромосомную ДНК может привести к связанному с инсерцией мутагенезу или онкогенезу, индукцией аутоиммунного состояния или толератности. Плазмиды используют из-за отсутствия репликации и, более того, отсутствия саморепликации ДНК при использовании ее в качестве вакцины. Плазмиды, содержащие вирусную ДНК, конструируются без последовательностей, которые способны интегрировать ее в хромосомальную ДНК. В последнее время введением ДНК-вакцин различным видам животных экспрессирован широкий спектр антигенов, в результате чего установлено развитие длительного гуморального и клеточного иммунитета. На различных животных моделях с использованием метода контрольного заражения показано, что ДНК-вакцины, кодирующие вирусные антигены, эффективно защищают от соответствующих инфекций. – Также рекомендуем “Синтетические пептидные вакцины. Свойства синтетических пептидных вакцин.” Оглавление темы “Частная вирусология.”: |
Источник
В настоящее время интенсивно разрабатываются вакцины из плазмидных ДНК, кодирующих протективные антигены возбудителей инфекционных болезней. Такая ДНК, введенная животному, проникает в ядро клетки, длительное время существует вне хромосом без репликации, транскрибируется и экспрессирует соответствующие антигены, вызывающие в организме привитого формирование иммунитета. ДНК-вакцины сохраняются в организме 3-4 недели. За это время ДНК-вакцина индуцирует Т- и В-клеточный иммунитет, однако многие механизмы развития иммунного ответа на ДНК-вакцины остаются не изученными.
Наиболее распространенным способом введения ДНК-вакцины является внутримышечный, поэтому считается, что ДНК-вакцина проникает в мышечную клетку. Вместе с тем, мышечная клетка слабо экспрессирует продукты генов ГКГ классов I и II, которые необходимы для представления антигена Т-клеткам. Выйдя из мышечной клетки, антиген должен найти вспомогательные клетки (макрофаги, дендритные клетки и др.), которые обладают сильной антиген-презентирующей способностью.
Вероятно, ДНК-вакцина может проникать непосредственно в макрофаг или дендритную клетку, в которых существуют хорошие условия для образования комплексов антигена с продуктами генов ГКГ и представления этих комплексов Т-хелперам и цитотоксическим Т-лимфоцитам. Этот процесс может происходить в участке инъекции ДНК-вакцины и в регионарных лимфатических узлах и других лимфоидных органах, куда антиген поступает быстро после его внутримышечного введения.
Для приготовления ДНК-вакцины можно использовать смесь ДНК, которая обеспечивает образование разных антигенов против одной или (теоретически) против нескольких инфекций.
ДНК-вакцины могут быть получены в большом количестве, они стабильны и лишены инфекционных агентов. Перспективным направлением является разработка многокомпонентных вакцин, содержащих две или несколько плазмидных форм, которые кодируют разные антигены, цитокины или другие биологически активные молекулы.
При иммунизации людей обычной рекомбинантной вакциной против гепатита В у определенной части вакцинированных не образуются циркулирующие антитела даже после повторной вакцинации. ДНК-вакцина против гепатита В, введенная в липосомах или в смеси с интерлейкином-2, способна преодолеть такую рефракторность у вакцинированных. Известно также, что вакцины, особенно живые вакцины, вызывают у новорожденных слабый иммунный ответ в связи с присутствием у них материнских антител. В опытах на новорожденных шимпанзе и мышах показано, что ДНК-вакцины способны индуцировать клеточный иммунитет на фоне материнских антител или антител, введенных извне.
На животных изучены вакцины из ДНК вирусов приобретенного иммунодефицита человека, гриппа, бешенства, лимфоцитарного хориоменингита, гепатитов В и С, простого герпеса, папилломатоза, а также возбудителей малярии, лейшманиоза, туберкулеза. На стадии клинических испытаний находится ДНК-вакцина против малярии, ВИЧ-инфекции, гриппа, гепатита В.
В соответствии с рекомендациями ВОЗ по созданию и контролю ДНК-вакцин (1997) необходимо тщательно отработать процедуру получения и очистки плазмидной ДНК. Особое внимание должно быть уделено примесям РНК, хромосомной ДНК и примесям бактерийного происхождения. Должны быть представлены: характеристика плазмидной ДНК, описание источника ее получения, нук-леотидная последовательность гена, кодирующего антиген. В конечном продукте должны быть установлены лимиты концентрации денатурированных и деградированных ДНК. Для установления таких лимитов используют метод иммунобло-та и другие чувствительные физико-химические и иммунологические методы с применением высоко аффинных антител против антигенных компонентов.
Проблемы безопасности при разработке вакцин из плазмидной ДНК являются наиболее важными.
Прежде всего следует исключить онкогенную опасность. Еще недостаточно изучено, может ли вводимая ДНК встраиваться в геном клетки человека и вызывать мутагенный эффект.
Длительная экспрессия антигена может вызывать иммунопатологические реакции. Образование антигена в организме может продолжаться более месяца. Это может привести к развитию различных форм иммуно-супрессии и других патологических явлений.
Использование генов, кодирующих цитокины или другие костимулирующие молекулы, представляет собой определенный риск. Назначением таких медиаторов, образующихся in situ благодаря введению дополнительных плазмидных ДНК, является усиление иммунного ответа к ДНК- вакцине. Вместе с тем, некоторые цитокины в высоких концентрациях могут вызывать различные формы патологии. Например, интенсивное образование про воспалительных цитокинов может спровоцировать длительный воспалительный процесс.
Чужеродная ДНК может вызывать образование анти-ДНК-антител, которые в силу перекрестных свойств способны индуцировать различные формы аутоагрессии и иммунопатологии.
Сам экспрессированный антиген может обладать побочным биологическим действием.
В доклинических испытаниях при введении ДНК-вакцины животным необходимо изучить распределение плазмидной ДНК, длительность ее присутствия в организме и степень риска интеграции ДНК в геном клетки. В исследованиях на животных и людях следует выяснить возможность образования анти-ДНК-антител и антител к примесям вакцины.
Контроль ДНК-вакцины на производстве должен осуществляться на 3-х уровнях: входной контроль сырья, контроль продукции на разных этапах производства и контроль конечного продукта. Не все методы, применяемые для контроля образцов ДНК-вакцин при их разработке, должны использоваться для контроля серий вакцин. Обязательными являются контроль на идентичность, степень очистки, активность, стерильность, пирогенность. При установленной корреляции результатов контроля вакцины in vivo и in vitro могут применяться методы in vitro, при этом необходимо использовать соответствующие референс-препараты.
Вакцины можно получать не только из ДНК, но и из РНК. Такие вакцины более безопасны в отношении бластогенного эффекта, однако они нестабильны и вызывают кратковременный иммунитет. Производство РНК-вакцины более трудоемкое.
Источник