Генетическая вакцина
Генетическая вакцина (также вакцина на основе генов ) — это вакцина , содержащая нуклеиновые кислоты такие как ДНК или РНК , которые приводят к биосинтезу белков антигенов , внутри клетки. Таким образом, генетические вакцины включают ДНК-вакцины , РНК-вакцины и вирусные векторные вакцины .
Характеристики
[ редактировать ]Большинство вакцин, за исключением живых аттенуированных вакцин и генетических вакцин, не захватываются клетками, презентирующими MHC-I , а действуют вне этих клеток, вызывая только сильный гуморальный иммунный ответ через антитела . В случае внутриклеточных возбудителей исключительно гуморальный иммунный ответ неэффективен. [1] Генетические вакцины основаны на принципе поглощения нуклеиновой кислоты клетками, после чего белок в соответствии с матрицей нуклеиновой кислоты образуется . Этот белок обычно представляет собой иммунодоминантный антиген возбудителя или поверхностный белок , обеспечивающий образование нейтрализующих антител , подавляющих инфицирование клеток. Впоследствии белок расщепляется на протеасоме на короткие фрагменты ( пептиды ), которые импортируются в эндоплазматический ретикулум через транспортер, связанный с процессингом антигена , позволяя им связываться с MHCI-молекулами, которые впоследствии секретируются на поверхность клетки. Презентация пептидов в комплексах MHC-I на поверхности клетки необходима для клеточного иммунного ответа . В результате генетические вакцины и живые вакцины генерируют цитотоксические Т-клетки в дополнение к антителам у вакцинированного человека. В отличие от живых вакцин используются только части возбудителя, а значит, не может произойти реверсия к инфекционному возбудителю, как это произошло при прививках от полиомиелита вакциной Сэбина. [2]
Администрация
[ редактировать ]Генетические вакцины чаще всего вводятся путем инъекции (внутримышечной или подкожной) или инфузии , реже - для ДНК - с помощью генной пушки или электропорации . Хотя вирусные векторы имеют свои собственные механизмы проникновения в клетки, ДНК и РНК необходимо вводить в клетки методом трансфекции . У людей катионные липиды SM-102 , ALC-0159 и ALC-0315 используются в сочетании с электрически нейтральными хелперными липидами. Это позволяет нуклеиновой кислоте поглощаться эндоцитозом и затем высвобождаться в цитозоль.
Приложения
[ редактировать ]Примеры генетических вакцин, одобренных для использования у людей, включают РНК-вакцины тозинамеран и мРНК-1273 , ДНК-вакцину ZyCoV-D, а также вирусные векторы AZD1222 , Ad26.COV2.S , Ad5-nCoV и Sputnik V. Кроме того, исследуются генетические вакцины против белков различных инфекционных агентов, белковых токсинов , [3] как вакцины против рака , [4] и в качестве толерогенных вакцин при гипосенсибилизации I типа аллергии . [5] [6]
История
[ редактировать ]информацию о первом использовании вирусного вектора для вакцинации – модифицированного вируса коровьей оспы Анкары, экспрессирующего HBsAg . опубликовали Бернард Мосс и его коллеги [7] [8] ДНК использовалась в качестве вакцины Джеффри Улмером и его коллегами в 1993 году. [9] Первое использование РНК для целей вакцинации было описано в 1993 году Фредериком Мартиноном, Пьером Мёльеном и его коллегами. [10] [11] а в 1994 году X. Чжоу, Питер Лильестрём и его коллеги на мышах. [12] [11] Мартинон продемонстрировал, что клеточный иммунный ответ индуцируется вакцинацией РНК-вакциной. [11] В 1995 году Роберт Конри и его коллеги описали, что гуморальный иммунный ответ также возникает после вакцинации РНК-вакциной. [13] [11] Хотя ДНК-вакцины чаще исследовались в первые годы из-за простоты их производства, низкой стоимости и высокой устойчивости к разлагающим ферментам, но иногда они вызывали низкие вакцинальные реакции, несмотря на наличие иммуностимулирующих сайтов CpG . [14] [15] Позже были проведены дополнительные исследования РНК-вакцин, иммуногенность которых часто была лучше из-за присущих им адъювантов и которые, в отличие от ДНК-вакцин, [16] не может встроиться в геном привитого. Соответственно, первыми вакцинами на основе РНК и ДНК, одобренными для людей, были РНК- и ДНК-вакцины, используемые в качестве вакцин против COVID . Вирусные векторы ранее были одобрены в качестве вакцин против Эболы .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Экхарт Бадеке: Молекулярная медицина. ecomed-Storck GmbH, 2002, ISBN 3609160918. С. 162.
- ^ Вольфрам Герлих: Медицинская вирусология. Георг Тиме Верлаг, 2010, ISBN 3131139625. Стр. 466.
- ^ Р.Г. Перголицци, Р. Драгос, А.Е. Роппер, А. Менез, Р.Г. Кристалл: Защитный иммунитет против альфа-кобратоксина после однократного введения генетической вакцины, кодирующей нетоксичный вариант кобратоксина. В: Генная терапия человека. Группа 16, номер 3, март 2005 г., стр. 292–298, doi : 10.1089/hum.2005.16.292 , PMID 15812224.
- ^ Фреда К. Стивенсон, Джанфранко ди Генуя, Кристиан Х. Оттенсмайер, Наталья Савельева: Иммунотерапия рака. Elsevier Inc., 2013, ISBN 0128059117. Глава IX: Клинические испытания ДНК-вакцин .
- ^ Р. Вайс, С. Шайблхофер, Дж. Тальхамер: Аллергены не являются патогенами: почему иммунизация против аллергии отличается от вакцинации против инфекционных заболеваний. В: Человеческие вакцины и иммунотерапия. Полоса 10, № 3, 2014, С. 703–707, doi : 10.4161/hv.27183 , PMID 24280693, PMC 4130253 .
- ^ Р. Вайс, С. Шайблхофер, Дж. Талхамер: Создание и оценка профилактических мРНК-вакцин против аллергии. В кн.: Методы молекулярной биологии. Полоса 1499, 2017, С. 123–139, doi : 10.1007/978-1-4939-6481-9_7 , PMID 27987146.
- ^ Г. Л. Смит, М. Макетт, Б. Мосс: Рекомбинанты вируса осповакцины, которые экспрессируют поверхностный антиген вируса гепатита B. В: Природа . Группа 302, номер 5908, апрель 1983 г., S. 490–495, doi : 10.1038/302490a0 , PMID 6835382.
- ^ Сай Йонг, Х.К. Онг, С.К. Йип, К.Л. Хо, В.С. Тан: Последние достижения в разработке вакцины против ближневосточного респираторного синдрома-коронавируса. В: Границы микробиологии. Полоса 10, 2019 г., с. 1781 г., doi : 10.3389/fmicb.2019.01781 , PMID 31428074, PMC 6688523 .
- ^ Дж. Б. Улмер, Дж. Дж. Доннелли, С. Е. Паркер, Г. Х. Роудс, П. Л. Фелгнер, В. Дж. Дварки, С. Х. Громковски, Р. Р. Дек, К. М. ДеВитт, А. Фридман: Гетерологичная защита от гриппа путем инъекции ДНК, кодирующей вирусный белок. В: Наука . Группа 259, номер 5102, март 1993 г., с. 1745–1749, doi : 10.1126/science.8456302 , PMID 8456302.
- ^ Ф. Мартинон, С. Кришнан, Г. Ленцен, Р. Магне, Э. Гомар, Ж. Гийе, Ж. П. Леви, П. Мёльен: Индукция вирусспецифичных цитотоксических Т-лимфоцитов in vivo с помощью мРНК, заключённой в липосомах. В: Европейский журнал иммунологии. Том 23, вып. 7 июля 1993 г., стр. 1719–1722, doi : 10.1002/eji.1830230749 , PMID 8325342.
- ^ Перейти обратно: а б с д Рейн Вербеке, Ине Лентакер, Стефан К. Де Смедт, Хелен Девитт: Три десятилетия разработки вакцины с информационной РНК. В: НаноСегодня. 28, 2019, С. 100766, два : 10.1016/j.nantod.2019.100766 .
- ^ X. Чжоу, П. Берглунд, Г. Роудс, С. Э. Паркер, М. Джондал, П. Лильестрём: Самореплицирующаяся РНК вируса леса Семлики как рекомбинантная вакцина. В: Вакцина . Группа 12, №. 16 декабря 1994 г., с. 1510–1514, doi : 10.1016/0264-410x(94)90074-4 , PMID 7879415.
- ^ Р. М. Конри, А. Ф. ЛоБульо, М. Райт, Л. Сумерел, М. Дж. Пайк, Ф. Йоханнинг, Р. Бенджамин, Д. Лу, Д. Т. Кюриэль: Характеристика полинуклеотидного вакцинного вектора информационной РНК. В: Исследования рака . Группа 55, номер 7, апрель 1995 г., S. 1397–1400, PMID 7882341.
- ^ Д. Эусебио, А.Р. Невес, Д. Коста, С. Бисвас, Г. Алвес, З. Куи,.. С.: Методы повышения иммуногенности вакцин с плазмидной ДНК. В: Открытие лекарств сегодня. июнь 2021 г., doi : 10.1016/j.drudis.2021.06.008 , PMID 34214667.
- ^ Л. Ли, Н. Петровский: Молекулярные механизмы повышения иммуногенности ДНК-вакцины. В кн.: Экспертное обозрение вакцин. Полоса 15, Номер 3, 2016, С. 313–329, doi : 10.1586/14760584.2016.1124762 , PMID 26707950, PMC 4955855 .
- ^ Матиас Гизе: Молекулярные вакцины. Springer Science & Business Media, 2013, ISBN 3319009788. С. 497.