Komplexná syntetická očkovacia látka založená na molekulách DNA
Posledná kontrola: 23.04.2024
Všetok obsah iLive je lekársky kontrolovaný alebo kontrolovaný, aby sa zabezpečila čo najväčšia presnosť faktov.
Máme prísne smernice týkajúce sa získavania zdrojov a len odkaz na seriózne mediálne stránky, akademické výskumné inštitúcie a vždy, keď je to možné, na lekársky partnerské štúdie. Všimnite si, že čísla v zátvorkách ([1], [2] atď.) Sú odkazmi na kliknutia na tieto štúdie.
Ak máte pocit, že niektorý z našich obsahov je nepresný, neaktuálny alebo inak sporný, vyberte ho a stlačte kláves Ctrl + Enter.
Pri hľadaní spôsobov, ako vytvoriť bezpečnejšie a účinnejšie vakcíny, vedci z Ústavu Bioproektirovaniya Štátnej univerzity v Arizone (Biodesign Institute na Arizona State University) sa obrátil na sľubný smer sa nazýva DNA nanotechnológie (DNA nanotechnológie), získať úplne nový typ syntetických vakcín.
Práce na štúdii nedávno publikovanej v odbornom časopise Nano Letters, imunológ Yung Chang (Yung Chang) z Ústavu Bioproektirovaniya spojil so svojimi kolegami, medzi ktoré sa zmieňujú uznávaným odborníkom na DNA nanotechnológie Hao Yang (Hao Yan), syntetizovať prvý svet vakcín, ktoré môžu byť bezpečne a účinne dodaných do požadovaného miesta jeho umiestnenie na samoorganizujúce, sypkých DNA nanoštruktúr.
"Keď Hao navrhol, aby zvážila DNA nie ako genetický materiál, ale ako pracovné plošiny, mal som nápad použiť tento prístup v imunológii" - hovorí Chang, Associate Professor of Life Sciences škole (School of Life Sciences) a výskumný pracovník v Centre pre infekčných chorôb a očkovacia látka v Ústave bio-projektovania. "Toto nám malo poskytnúť vynikajúcu príležitosť použiť nosiče DNA na vytvorenie syntetickej očkovacej látky."
"Hlavná otázka bola: je to bezpečné? Chceli sme reprodukovať skupinu molekúl, ktoré by mohli spôsobiť bezpečnú a silnú imunitnú odpoveď v tele. Odkedy sa tím pod vedením Hao v posledných rokoch zaoberal dizajnom rôznych nanostruktúr DNA, začali sme spolupracovať na hľadaní potenciálnych oblastí použitia týchto štruktúr v oblasti medicíny. "
Jedinečnosť metódy navrhovanej vedcami z Arizony spočíva v skutočnosti, že nosičom antigénu je molekula DNA.
Multidisciplinárny výskumný tím tiež zahrnuté: postgraduálny študent biochémie na University of Arizona, prvý autor príspevku Syaovey Liu (Xiaowei Liu), profesor Yang Su (Yang Xu), biochémia prednášajúci Yang Liu (Yan Liu), študent zo školy Biosciences Craig Clifford (Craig Clifford) a Yu Tao (Tao Yu), postgraduálne študent z University-čchuan v Číne.
Chang zdôrazňuje, že rozsiahle zavedenie očkovania obyvateľstva viedlo k jednému z najvýznamnejších triumfov verejnej medicíny. Umenie vytvárania vakcín závisí od genetického inžinierstva pri konštrukcii vírusom podobných častíc z proteínov, ktoré stimulujú imunitný systém. Takéto častice majú podobnú štruktúru ako skutočné vírusy, ale neobsahujú nebezpečné genetické zložky, ktoré spôsobujú ochorenie.
Dôležitou výhodou nanotechnológie DNA, pri ktorej môže byť biomolekuly daný dvojrozmerným alebo trojrozmerným tvarom, je schopnosť vytvárať veľmi presné metódy molekúl schopných vykonávať funkcie charakteristické pre prírodné molekuly v tele.
"Experimentovali sme s rôznych veľkostí a tvarov DNA nanoštruktúr a pripojiť biomolekúl vidieť, ako reagujú na tele," - hovorí Yang, riaditeľ Ústavu chémie a biochémie, výskumný pracovník v Centre pre biofyziky jednotlivých molekúl (Center for jediné molekule biofyziky) na Ústave bio-projektovania. Vzhľadom k prístupu, ktorý vedci nazývajú "biomimikry" vakcín, ktoré boli testované nimi, blízko vo veľkosti a tvaru, s prírodnými vírusových častíc.
Pre zobrazenie vyhliadky jeho koncepcie, výskumníci upevnené imunnostimuliruyuschy proteínu streptavidínu (STV), rovnako ako zosilnenie imunitnej reakcie na lieky v jednotlivých CPG oligodeoksinukletid pyramidálních rozvetvených štruktúr DNA, ktorý by umožnil, aby sa na konci komplex syntetické vakcíny.
Po prvé, vedecká skupina musela dokázať, že cieľové bunky môžu absorbovať nanostruktúry. Priložením svetelnú tracer molekuly na nanoštruktúry, vedci presvedčení, že nanoštruktúra sa svoje miesto v bunke a je stabilný po dobu niekoľkých hodín, - dosť dlho, aby vyvolať imunitnú odpoveď.
Potom, v experimentoch na myšiach, vedci praktizuje dodanie vakcína "zaťaženie" do buniek, ktoré sú prvý v reťazci funkčné imunitnú odpoveď, koordinujúci interakcie medzi rôznymi komponetntami ako buniek prezentujúcich antigén, vrátane makrofágy, dendritické bunky a B-bunky. Po nanoštruktúra vstupujú do bunky, sú "analyzované" a "zobrazí sa" na povrchu buniek, tak, aby si uvedomujú, T-bunky, biele krvinky (červené krvinky), ktoré hrajú ústrednú úlohu v procese spúšťania ochrannej odpovede tela. T bunky pomáhajú B-bunkám produkovať protilátky proti cudzorodým antigénom.
Aby sa spoľahlivo testovali všetky varianty, výskumníci injikovali do buniek kompletný vakcínový komplex a antigén STV oddelene, rovnako ako antigén STV zmiešaný s CpG zosilňovačom.
Po 70-dňovej lehoty, výskumníci zistili, že myši imunizované s plnou komplexu vakcíny, vykazovali imunitnú reakciu, ktorá je 9 krát silnejší oproti zmesi spôsobené CPG c STV. Najvýraznejšia reakcia bola iniciovaná štruktúrou tetraedrálnej (pyramidálnej) formy. Avšak, je imunitná odpoveď na komplexe vakcíny je uznávaná nielen špecifické (tj., Reakcia tela na špecifický antigén, použitý experimenters) a efektívne, ale aj bezpečný, ako o tom svedčí nedostatok imunitnej odpovede sú podávané do buniek "prázdnej" DNA (žiadny vplyv biomolekúl).
"Boli sme veľmi potešení," hovorí Chang. "Je úžasné vidieť výsledky, ktoré sme predpovedali sami. To sa v biológii nestane často. "
Budúcnosť farmakologického priemyslu pre cielené lieky
Teraz tím výskumníkov odzrkadľuje možné vyhliadky na nový spôsob stimulácie špecifických imunitných buniek, aby spustili reakciu pomocou platformy DNA. Na základe novej technológie je možné vytvoriť vakcíny pozostávajúce z viacerých aktívnych látok a tiež zmeniť ciele regulácie imunitnej odpovede.
Okrem toho má nová technológia potenciál vyvinúť nové metódy cielenej terapie, najmä výrobu "cielených" liekov, ktoré sa dodávajú do striktne určených oblastí tela, a preto nedávajú nebezpečné vedľajšie účinky.
Napokon, aj napriek tomu, že sa stále rozvíja smerovanie DNA, vedecká práca výskumných pracovníkov z Arizony má významný význam pre medicínu, elektroniku a iné oblasti.
Chang a Yang si uvedomujú, že oveľa viac sa musí poučiť a optimalizovať v očkovacej metóde, ktorú im predložili, ale hodnota objavenia je nepopierateľná. "S praktickým potvrdením nášho konceptu môžeme teraz vyrábať syntetické vakcíny s neobmedzeným počtom antigénov," uzatvára Chang.
Finančná podpora pre vedeckú prácu poskytla Ministerstvo obrany USA a Národné ústavy zdravia.
[