Složeno sintetsko cjepivo bazirano na DNA molekulama
Posljednji pregledao: 23.04.2024
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
U potrazi za načine kako stvoriti sigurnije i učinkovitije cjepiva, znanstvenici iz Instituta za State University Bioproektirovaniya u Arizoni (Biodesign instituta na Sveučilištu u Arizoni) okrenuli obećavajući pravac se naziva DNK nanotehnologije (DNK nanotehnologije), kako bi dobili potpuno novu vrstu sintetičke cjepiva.
Rad na studiji objavljenoj nedavno u časopisu Nano Letters, imunolog Yung Chang (Yung Chang) iz Instituta za Bioproektirovaniya udružio sa svojim kolegama, među kojima se spominje poznatog stručnjaka na DNK nanotehnologije Hao Yang (Hao Yan), sintetizirati prvi svijet cjepiva koji se može sigurno i učinkovito isporučuje na željenom mjestu tako da ga postavite na samoorganiziranje, bulk DNA nanostruktura.
„Kada Hao predlaže da se DNK ne kao genetski materijal, ali kao radna platforma, imao sam ideju da se prijave ovaj pristup u imunologiju”, - kaže Chang, izvanredni profesor Life Sciences školi (School of Life Sciences) i istraživač u Centru za infektivne bolesti i cjepivo na Institutu za biotehnavanje. "To nam je trebalo pružiti izvrsnu priliku za korištenje nositelja DNA za stvaranje sintetskog cjepiva".
"Glavno je pitanje: je li sigurno? Željeli smo reproducirati skupinu molekula koje bi mogle uzrokovati siguran i moćan imunološki odgovor u tijelu. Budući da je tim koji je vodio Hao tijekom posljednjih nekoliko godina bio angažiran u dizajnu različitih nanostruktura DNA, počeli smo zajedno raditi na potencijalnim područjima primjene takvih struktura u području medicine. "
Jedinstvenost metode koju su predložili znanstvenici iz Arizone leži u činjenici da je nosač antigena DNA molekula.
Multidisciplinarni tim istraživača također uključuje: studentica biokemije na Sveučilištu u Arizoni, prvi autor članka Syaovey Liu (Xiaowei Liu), profesor Yang Su (Yang Xu), biokemije predavač Yang Liu (Yan Liu), student iz škole bioznanosti Craig Clifford (Craig Clifford) i Tao Yu (Tao Yu), diplomirani student sa Sveučilišta Sichuan u Kini.
Chang naglašava da je široko rasprostranjeno uvođenje cijepljenja stanovništva dovelo do jednog od najznačajnijih pobjeda javne medicine. Umjetnost stvaranja cjepiva se oslanja na genetsko inženjerstvo u izgradnji virusa sličnih čestica od proteina koji stimuliraju imunološki sustav. Takve čestice su strukture slične stvarnim virusima, ali ne sadrže opasne genetske komponente koje uzrokuju bolest.
Bitna prednost DNK nanotehnologije, u kojem se biomolekula može dati na dva ili trodimenzionalni oblik, mogućnost vrlo precizne metode za stvaranje molekule koje mogu obavljati funkcije koje su tipične za prirodne molekule u tijelu.
„Eksperimentirali smo s različitih veličina i oblika od DNK nanostruktura i priložiti biomolekula vidjeti kako oni reagiraju na tijelu,” - kaže Yang, direktor Odjela za kemiju i biokemiju, istraživač u Centru za biofiziku pojedinačnih molekula (Centar za jedne molekule biofiziku) na Institutu za biološko projektiranje. Zbog pristupa koji znanstvenici nazivaju „biomimicry” cjepiva koje su testirane od strane njih, u neposrednoj blizini u veličini i obliku prirodnih virusnih čestica.
Za prikaz perspektive svog koncepta, istraživači su pričvršćeni imunnostimuliruyuschy proteina streptavidinom (STV), kao i povećati imuni odgovor na droge u pojedinim CpG oligodeoksinukletid piramidalnih razgranate DNA strukture koje će im omogućiti da se na kraju sintetičkog kompleks cjepiva.
Prije svega, znanstvena skupina morala je dokazati da ciljane stanice mogu apsorbirati nanostrukture. Prilažući svjetlo emitira u tragovima molekule na nanostruktura, znanstvenici su bili uvjereni da je nanostrukture je svoje pravo mjesto u ćeliji i dalje stabilan za nekoliko sati - dovoljno dugo da se aktiviraju imunološki odgovor.
Zatim, u eksperimentima na miševima, znanstvenici prakticira isporuke cjepiva „LOAD” u stanice, koji su prvi u lancu funkcioniranje imunog odgovora, koordinacijsko interakcija između različitih komponetntami kao stanice koje prezentiraju antigen, uključujući makrofagi, dendritične stanice i B-stanice. Nakon nanostrukture ući u stanicu, oni su „analizirali” i „prikazuju” na površini stanice, tako da oni prepoznaju T-stanice, bijele krvne stanice (crvena krvna zrnca), koji igraju ključnu ulogu u procesu pokretanja zaštitni odgovor organizma. T stanice, pak, pomažu B stanicama da proizvode protutijela protiv stranih antigena.
Da bi se pouzdano testirale sve varijante, istraživači su ubrizgali u stanice kompletni kompleks cjepiva i STV antigen, kao i STV antigen pomiješan s CpG pojačalom.
Nakon 70-dnevno razdoblje, istraživači su pronašli da su miševi imunizirani s punom kompleksom cjepiva pokazali su imuni odgovor koji je 9 puta jači u odnosu na smjesu uzrokovane CpG c STV. Najočitija reakcija pokrenula je struktura tetraedarskog (piramidalnog) oblika. Međutim, imunološki odgovor na kompleks cjepiva priznaje ne samo određene (npr tjelesni odgovor na specifični antigen, koristi eksperimente) i učinkoviti, nego i sigurni, kao što pokazuje nedostatak imunološkog odgovora su davani stanica „prazna” DNA (bez ležaja biomolekula).
"Bili smo vrlo zadovoljni", kaže Chang. "Lijepo je vidjeti rezultate koje smo sami predvidjeli. To se često ne događa u biologiji. "
Budućnost farmakološke industrije za ciljane lijekove
Sada se tim istraživača odražava na moguće izglede za novu metodu stimuliranja specifičnih imunoloških stanica kako bi se pokrenula reakcija pomoću DNA platforme. Na temelju nove tehnologije, moguće je izraditi cjepiva koja se sastoje od nekoliko aktivnih sredstava, kao i promjenu ciljeva regulacije imunološkog odgovora.
Osim toga, nova tehnologija ima potencijal za razvoj novih metoda ciljane terapije, posebice proizvodnje "ciljanih" lijekova koji se isporučuju u strogo određena područja tijela i stoga ne daju opasne nuspojave.
Konačno, unatoč činjenici da se smjer razvoja DNA još uvijek razvija, znanstveni rad istraživača iz Arizone ima ozbiljnu primijenjenu važnost za medicinu, elektroniku i druga područja.
Chang i Yang prepoznaju da se mnogo više mora naučiti i optimizirati u cijepljenoj metodi koju predstavljaju, no vrijednost otkrića je neporeciva. "S praktičnom potvrdom našeg koncepta, sada možemo proizvesti sintetička cjepiva s neograničenim brojem antigena", zaključuje Chang.
Financijsku potporu znanstvenom radu pružila je Ministarstvo obrane SAD-a i Nacionalni instituti zdravstva.
[