Sudėtinė sintetinė vakcina, pagrįsta DNR molekulėmis

Ieškoti būdų, kaip sukurti saugesnį ir labiau veiksmingų vakcinų, mokslininkai iš Bioproektirovaniya valstybinio universiteto instituto Arizonoje (Biodesign instituto Arizonos universitetas) kreipėsi į perspektyvi kryptis vadinama DNR nanotechnologijos (DNR nanotechnologijos), gauti visiškai naujo tipo sintetinių vakcinomis.

Darbas paskelbtame tyrime neseniai žurnale "Nano Letters, imunologas Jung Chang (Jung Chang) nuo Bioproektirovaniya instituto drauge su savo kolegomis, tarp kurių paminėti garsaus eksperto DNR nanotechnologijos Hao Yang (Hao Jonas), sintetinti pirmas pasaulinį vakcinų kompleksą, kurį galima saugiai ir efektyviai pristatyti į norimas vietas, pastatydami jį į savarankiškai organizuojamas didžiules DNR nanostruktūras.

"Kai Cha siūloma apsvarstyti DNR ne kaip genetinės medžiagos, bet kaip darbo platforma, turėjau idėją taikyti šį metodą imunologijos", - sako Chang docentas Life Sciences mokyklos (iš Gyvosios gamtos mokslų mokykla) ir Centre tyrėjas dėl infekcinių ligų ir vakcina Bioprojektavimo institute. "Tai turėjo suteikti mums puikią galimybę naudoti DNR nešėją sukurti sintetinę vakciną."

"Pagrindinis klausimas buvo: ar tai saugu? Mes norėjome atkurti molekulių grupę, kuri galėtų sukelti saugų ir galingą imuninį atsaką organizme. Kadangi "Hao" vadovaujama komanda per pastaruosius keletą metų dalyvavo projektuojant įvairias DNR nanostruktūras, mes pradėjome dirbti kartu, siekdami rasti galimų tokių sričių taikymo sričių medicinos srityje ".

Arizonos mokslininkų pasiūlyto metodo unikalumas yra tas, kad antigeno nešiklis yra DNR molekulė.

Įvairių specialistų tyrimų komanda taip pat: studentė biochemijos tuo Arizonos, pirmojo autoriaus popieriaus Syaovey Liu (Xiaowei Liu), profesorius Jonas SU (Yang Xu), Biochemija Lektorius Jonas Liu (Yan Liu), studento iš biologijos mokslų Craig Clifford mokyklos universiteto (Craig Clifford) ir Tao Yu (Tao Yu), studentų iš Sičuano universiteto Kinijoje.

Chang pabrėžia, kad plačiai paplitęs gyventojų skiepijimas paskatino vieną didžiausių viešosios medicinos laimėjimų. Vakcinų kūrimo menas priklauso nuo genų inžinerijos, kuriant viruso tipo daleles iš baltymų, kurie stimuliuoja imuninę sistemą. Tokios dalelės pagal struktūrą yra panašios į tikrus virusus, tačiau jos neturi pavojingų genetinių komponentų, sukeliančių ligą.

Svarbus privalumas DNR nanotechnologijos,, kurioje biomolekulė tiek gali būti skiriamas nuo dviejų arba trimatę struktūrą, yra labai tiksliai metodų galimybė sukurti molekules, kurios gali atlikti funkcijas, kurie būdingi natūralaus molekulės organizme.

"Mes eksperimentavo su įvairių dydžių ir formų DNR nanostruktūrų ir pridėti biomolekulių pamatyti, kaip jie reaguoja į kūno", - sako Jonas, direktorius Chemijos ir biochemijos, mokslininkas už biofizikos pavienių molekulių centro (centras Bendrosios molekulė biofizikos) departamento Bioprojektavimo institutas. Dėl mokslininkų vadinamojo "biomimeksijos" požiūrio, jų išbandyti vakcinos kompleksai pagal dydį ir formą artėja prie natūralių viruso dalelių.

Parodyti savo koncepciją perspektyvas, mokslininkai pritvirtinti imunnostimuliruyuschy baltymų streptavidino (STV), taip pat stiprinant imuninę reakciją į atskirų CpG oligodeoksinukletid piramidės šakotosios DNR struktūras narkotikų, kad leistų jiems gauti į pabaigos sintetinė vakcina kompleksą.

Visų pirma, mokslinė grupė turėjo įrodyti, kad tikslinės ląstelės gali absorbuoti nanostruktūras. Pridedant šviesos spinduliuojantį bandomųjų molekulę į nanodarinių, mokslininkai buvo įsitikinę, kad nano struktūros yra savo teisėtą vietą ląstelėje ir išlieka stabilus po kelių valandų - pakankamai ilgai, kad sukelti imuninį atsaką.

Tada į eksperimentus su pelėmis, mokslininkai praktikuojama vakcina pristatymo "apkrova" į ląsteles, kurios yra pirmasis grandinėje veikia imuninę reakciją, koordinuojanti sąveika tarp skirtingų komponetntami kaip antigeno-pateikiančių ląstelių, įskaitant makrofagų, dendritų ląstelių ir B-ląstelių. Po nano struktūros įvesti į ląstelę, jie "analizavo" ir "rodomas" ant ląstelių paviršiaus, todėl, kad jie pripažįsta, T-ląstelių, baltųjų kraujo ląstelių (raudonųjų kraujo ląstelių), kuris vaidina pagrindinį vaidmenį pradeda apsauginį atsaką organizme procesą. T ląstelės, savo ruožtu, padeda B ląstelėms gaminti antikūnus prieš svetimus antigenus.

Norint patikimai išbandyti visus variantus, mokslininkai švirkščiami į ląsteles tiek visą vakcinos kompleksą, tiek STV antigeną atskirai, taip pat STV antigeną, sumaišytą su CpG stiprintuvu.

Po 70 dienų, mokslininkai nustatė, kad pelės imunizuoti su visu skiepų kompleksą, parodė imuninį atsaką, kuris yra 9 kartus stipresnis lyginant su mišiniu, kurį sukelia CpG c STV. Labiausiai pastebimą reakciją inicijavo tetraedrinės (piramidinės) formos struktūra. Tačiau, imuninis atsakas į vakciną komplekse yra pripažintas ne tik specifinė (t.y. Organizmo atsakas į tam tikrą antigeną, naudojamas eksperimentuotojai) ir veiksmingas, bet ir saugus, kaip matyti iš imuninio atsako stokos yra skiriami ląstelių "tuščios" DNR (be guolio biomolekulių).

"Mes labai patenkinti", - sako Changas. "Tai nuostabu matyti rezultatus, kuriuos mes patys numatėme. Tai biologijoje dažnai neįvyksta. "

Tikslinių vaistų farmakologinės pramonės ateitis

Dabar mokslininkų komanda atspindi galimus naujo specifinių imuninių ląstelių stimuliavimo metodus, kad galėtų sukelti reakciją naudojant DNR platformą. Remiantis nauja technologija, galima sukurti vakcinas, susidedančias iš kelių aktyvių agentų, taip pat pakeisti imuninio atsako reguliavimo tikslus.

Be to, naujos technologijos gali kurti naujus tikslingos terapijos metodus, visų pirma "tikslinių" vaistų, kurie yra pristatomi į griežtai nurodytas kūno vietas, gamyba, todėl jie nesukelia pavojingų šalutinių poveikių.

Galiausiai, nepaisant to, kad DNR kryptis vis dar vystosi, mokslininkų moksliniai darbai iš Arizonos yra rimtai taikomi medicinoje, elektronikos ir kitose srityse.

Changas ir Jangas pripažįsta, kad jų pateiktas vakcinacijos metodas turi būti išmoktas ir optimizuotas dar daug, bet atradimo vertė yra neginčytina. "Praktiniu mūsų koncepcijos patvirtinimu dabar galime pagaminti sintetines vakcinas su neribotu antigenų skaičiumi", - teigia Čangas.

Finansinę paramą moksliniam darbui teikė JAV gynybos departamentas ir nacionaliniai sveikatos priežiūros institutai.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]