لقاح صناعي معقد يعتمد على جزيئات الحمض النووي
آخر مراجعة: 23.04.2024
تتم مراجعة جميع محتويات iLive طبياً أو التحقق من حقيقة الأمر لضمان أكبر قدر ممكن من الدقة الواقعية.
لدينا إرشادات صارمة من مصادرنا ونربط فقط بمواقع الوسائط ذات السمعة الطيبة ، ومؤسسات البحوث الأكاديمية ، وطبياً ، كلما أمكن ذلك استعراض الأقران الدراسات. لاحظ أن الأرقام الموجودة بين قوسين ([1] و [2] وما إلى ذلك) هي روابط قابلة للنقر على هذه الدراسات.
إذا كنت تشعر أن أيًا من المحتوى لدينا غير دقيق أو قديم. خلاف ذلك مشكوك فيه ، يرجى تحديده واضغط على Ctrl + Enter.
في البحث عن سبل لخلق لقاحات أكثر أمنا وأكثر فعالية، وعلماء من معهد جامعة ولاية Bioproektirovaniya في ولاية اريزونا (معهد Biodesign في جامعة ولاية أريزونا) تحولت إلى ما يسمى اتجاها واعدا DNA تكنولوجيا النانو (النانو DNA)، للحصول على نوع جديد تماما من لقاحات الاصطناعية.
العمل على الدراسة التي نشرت مؤخرا في مجلة نانو رسائل، تعاونت في علم المناعة يونغ تشانغ (يونغ تشانغ) من معهد Bioproektirovaniya مع زملائهم، نذكر من بينها الخبير المعروف في تكنولوجيا النانو DNA هاو يانغ (هاو يان)، لتجميع أولا مجمع اللقاحات العالمي ، والذي يمكن تسليمه بأمان وكفاءة إلى المواقع المرغوبة عن طريق وضعه على أسس نانوية للدنا DNA ذاتية التنظيم.
"عندما اقترح هاو للنظر في DNA ليس كمادة وراثية، ولكن بوصفها منصة العمل، وكان لي فكرة لتطبيق هذا النهج في علم المناعة"، - يقول تشانغ، أستاذ مشارك في كلية العلوم الحياتية (مدرسة علوم الحياة) والباحث في مركز الأمراض المعدية واللقاح في معهد الإسقاط الحيوي. "كان من المفترض أن يمنحنا ذلك فرصة ممتازة لاستخدام ناقلات الحمض النووي لإنشاء لقاح صناعي."
السؤال الرئيسي كان: هل هو آمن؟ أردنا إعادة إنتاج مجموعة من الجزيئات التي يمكن أن تسبب استجابة مناعية آمنة وقوية في الجسم. وبما أن الفريق تحت قيادة هاو خلال السنوات القليلة الماضية شارك في تصميم العديد من هياكل النانو ، بدأنا نعمل معاً لإيجاد مناطق محتملة لتطبيق هذه الهياكل في مجال الطب ".
إن تفرد الطريقة التي اقترحها علماء أريزونا يكمن في حقيقة أن حامل المستضد هو جزيء د ن أ.
وضم فريق بحثي متعدد التخصصات أيضا: طالب دراسات عليا في الكيمياء الحيوية في جامعة أريزونا، والمؤلف الأول من الورقة Syaovey ليو (شياو وى ليو)، البروفيسور يانغ سو (يانغ شو)، الكيمياء الحيوية محاضر يانغ ليو (ليو يان)، وهو طالب من كلية العلوم البيولوجية كريغ كليفورد (كريج كليفورد) وتاو يو (تاو يو) ، وهو طالب دراسات عليا من جامعة سيتشوان في الصين.
يؤكد تشانج على أن انتشار التطعيم على نطاق واسع أدى إلى واحد من أهم الانتصارات في الطب العام. يعتمد فن تكوين اللقاحات على الهندسة الوراثية في بناء جسيمات تشبه الفيروسات من البروتينات التي تحفز جهاز المناعة. تشبه هذه الجسيمات في تركيبها الفيروسات الحقيقية ، ولكنها لا تحتوي على المكونات الوراثية الخطيرة التي تسبب المرض.
إن إحدى الميزات الهامة لتكنولوجيا النانو في الحمض النووي ، والتي يمكن أن تعطى فيها جزيء حيوي شكلاً ثنائيًا أو ثلاثي الأبعاد ، هي القدرة على إنشاء طرق دقيقة جدًا للجزيئات القادرة على أداء وظائف مميزة للجزيئات الطبيعية في الجسم.
"نحن جربت مع مختلف الأحجام والأشكال النانو DNA وإرفاق الجزيئات الحيوية لنرى كيف يتفاعلون مع الجسم،" - يقول يانغ، مدير قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية، وهو باحث في مركز الفيزياء الحيوية الجزيئات واحدة (مركز احدة جزيء الفيزياء الحيوية) في معهد Bio-projecting. وبفضل النهج الذي يطلق عليه العلماء "المحاكاة البيولوجية" ، فإن مجمعات اللقاحات التي تم اختبارها من قبلهم تقترب من حيث الحجم والشكل لجزيئات الفيروس الطبيعي.
لإظهار آفاق مفهومها، تثبيتها الباحثون streptavidin imunnostimuliruyuschy البروتين (STV)، فضلا عن تعزيز الاستجابة المناعية للدواء في الدليل السياسي الشامل oligodeoksinukletid هرمي الهياكل DNA الفردية المتفرعة من شأنها أن تسمح لهم للحصول في النهاية على مجمع لقاح الاصطناعية.
بادئ ذي بدء ، كان على المجموعة العلمية أن تثبت أن الخلايا المستهدفة يمكنها امتصاص النانو. عن طريق ربط جزيء التتبع التي ينبعث منها ضوء لالنانو، كانوا مقتنعين العلماء أن البنية النانوية هي مكانها الصحيح في الخلية، وتظل مستقرة لبضع ساعات - لفترة كافية لتحريك استجابة مناعية.
ثم، في تجارب على الفئران، يمارس العلماء إيصال اللقاحات "تحميل" إلى الخلايا، والتي هي الأولى في سلسلة أداء الاستجابة المناعية، والتفاعل التنسيق بين komponetntami مختلفة مثل الخلايا المقدمة للمستضد، بما في ذلك الضامة، والخلايا الجذعية والخلايا البائية. بعد البنية النانوية دخول الخلية، فهي "تحليل" و "عرض" على سطح الخلية، بحيث تعترف T-الخلايا، خلايا الدم البيضاء (خلايا الدم الحمراء)، والتي تلعب دورا محوريا في عملية إطلاق استجابة وقائية من الجسم. تساعد الخلايا التائية بدورها الخلايا البائية على إنتاج أجسام مضادة ضد المستضدات الخارجية.
لاختبار جميع المتغيرات بشكل موثوق ، قام الباحثون بحقن كل من مجمع اللقاح الكامل ومستضد STV بشكل منفصل ، بالإضافة إلى مستضد STV الممزوج بمضخم CpG.
بعد فترة 70 يوما ، وجد الباحثون أن الفئران المحصنة بمجمع اللقاح الكامل أظهر استجابة مناعية 9 مرات أقوى من المركب المستحث CpG-c-STV. وقد بدأ التفاعل الأكثر وضوحًا من خلال بنية الشكل الرباعي السطوح (الهرمي). ومع ذلك، يتم التعرف على الاستجابة المناعية للمجمع اللقاح ليس فقط محددة (أي استجابة الجسم لمستضد معين، وتستخدم من قبل المجربون) تدار وفعالة، ولكن آمنة أيضا، كما يدل على ذلك عدم استجابة المناعية للخلايا "فارغة" DNA (أي الجزيئات الحيوية تأثير).
"شعرنا بسرور بالغ" ، يقول تشانغ. "من الرائع رؤية النتائج التي توقعناها نحن أنفسنا. هذا لا يحدث في كثير من الأحيان في علم الأحياء ".
مستقبل الصناعة الدوائية للأدوية المستهدفة
ويعكس فريق من الباحثين الآن الاحتمالات الممكنة لطريقة جديدة لتحفيز خلايا مناعية معينة من أجل إطلاق رد فعل باستخدام منبر DNA. على أساس التكنولوجيا الجديدة ، من الممكن إنشاء لقاحات تتكون من عدة عوامل نشطة ، وأيضاً لتغيير أهداف تنظيم الاستجابة المناعية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن التكنولوجيا الجديدة لديها القدرة على تطوير طرق جديدة للعلاج الموجه ، على وجه الخصوص ، إنتاج الأدوية "المستهدفة" التي يتم تسليمها إلى مناطق محددة بدقة من الجسم وبالتالي لا تعطي آثار جانبية خطيرة.
وأخيرا ، على الرغم من حقيقة أن اتجاه الحمض النووي لا يزال يتطور ، فإن العمل العلمي للباحثين من ولاية أريزونا له أهمية تطبيقية خطيرة في مجال الطب والالكترونيات وغيرها من المجالات.
يدرك تشانغ ويانغ أن هناك حاجة إلى تعلم الكثير وتحسين طريقة التلقيح التي قدمتها ، ولكن قيمة الاكتشاف لا يمكن إنكارها. "مع التأكيد العملي لمفهومنا ، يمكننا الآن إنتاج لقاحات اصطناعية مع عدد غير محدود من مولدات المضادات" ، يختتم تشانغ.
تم توفير الدعم المالي للعمل العلمي من قبل وزارة الدفاع الأمريكية والمعاهد الوطنية للصحة.
[