นักวิทยาศาสตร์ดัดแปลงเชื้อ E. Coli ด้วยส่วนของไวรัส HIV เพื่อพัฒนาวัคซีนที่ประสบความสำเร็จ

Nikolay Shcherbak ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่มหาวิทยาลัย Örebro เพิ่งกลับมาสวีเดนหลังจากเข้าร่วมการประชุมในแอฟริกาใต้ ซึ่งเขานำเสนองานวิจัยที่เพิ่มโอกาสในการพัฒนาวัคซีนเอชไอวี เขาได้ดัดแปลงพันธุกรรมแบคทีเรียโปรไบโอติก อี. โคไล ร่วมกับนักวิจัยคนอื่นๆ โดยการเพิ่มส่วนหนึ่งของไวรัส HIV เข้าไป

บทความนี้ตีพิมพ์ใน นิตยสาร Microbial Cell Factory

“ด้วยการใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เราแทรกลำดับ DNA ลงในตำแหน่งเฉพาะในแบคทีเรีย เราใช้ส่วนหนึ่งของไวรัส HIV ที่ไม่ติดเชื้อ แต่ยังคงทำให้ร่างกายผลิตแอนติบอดีที่เป็นกลาง” Shcherbak กล่าว

จ. แบคทีเรียโคไลอาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์และสัตว์อื่นๆ และเชื้อบางชนิดทำให้เกิดการติดเชื้อได้หลายประเภท อย่างไรก็ตาม ยังมีแบคทีเรียที่มีประโยชน์หลายสายพันธุ์ที่สามารถช่วยปรับปรุงจุลินทรีย์ในลำไส้ของคุณได้ นักวิจัยจากโอเรโบรใช้แบคทีเรียชนิดหนึ่ง ได้แก่ โปรไบโอติก อี. โคไล สายพันธุ์ Nissle ในการศึกษา

“แบคทีเรียที่เราใช้มีจำหน่ายเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารในเยอรมนี แต่เท่าที่ฉันรู้ว่าไม่มีจำหน่ายในสวีเดน อาหารเสริมเหล่านี้แนะนำสำหรับผู้ที่มีอาการลำไส้แปรปรวน (IBS) หรือโรคกระเพาะอื่นๆ"

เอชไอวีเป็นไวรัสที่สามารถนำไปสู่โรคภูมิคุ้มกันบกพร่องถึงชีวิตได้ โรคเอดส์ ซึ่งไม่มีทางรักษาได้ อย่างไรก็ตาม มียารักษาเอชไอวีที่ช่วยให้ผู้ติดเชื้อสามารถมีชีวิตอยู่ได้โดยไม่มีอาการหรือเสี่ยงต่อการแพร่เชื้อ

“ผู้ติดเชื้อเอชไอวีจะต้องรับประทานยาต้านไวรัสไปตลอดชีวิต และค่าใช้จ่ายของยาเหล่านี้อาจไม่สามารถจ่ายได้สำหรับทุกคน นักวิจัยได้พัฒนาวัคซีนมาหลายปีแล้ว แต่น่าเสียดายที่นี่ไม่ใช่ประเด็นสำคัญสำหรับบริษัทยา" Shcherbak กล่าว

หากแบคทีเรียที่พัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยโอเรโบรนำไปสู่ผลิตภัณฑ์ยาที่ได้รับการอนุมัติ ก็อาจรับประทานในรูปแบบเม็ดได้ วัคซีนในรูปแบบเม็ดมีข้อดีมากกว่าวัคซีนที่ต้องฉีดอย่างเห็นได้ชัด แท็บเล็ตใช้งานง่ายกว่าและสะดวกกว่า และไม่จำเป็นต้องเก็บที่อุณหภูมิต่ำเหมือนกับวัคซีนป้องกันโควิด-19 บางชนิด

การสร้างแบบจำลองที่คล้ายคลึงกันของโปรตีนรีคอมบิแนนท์ OmpF-MPER มุมมองด้านบน (A) และด้านข้าง (B) ของเครื่องตัดแต่งโปรตีน OmpF จากเชื้อ E. Coli สายพันธุ์ K-12 (บนพื้นฐาน 6wtz.pdb) มุมมองด้านบน (C) และด้านข้าง (D) ของโปรตีน OmpF-MPER ที่คาดการณ์ไว้จาก EcN-MPER การสร้างแบบจำลองที่คล้ายคลึงกันดำเนินการบนโครงสร้างของ 6wtz.pdb โดยใช้เครื่องมือ SWISS-MODEL ตำแหน่งของลำดับ MPER จะแสดงเป็นสีเขียว ที่มา: โรงงานเซลล์จุลินทรีย์ (2024) ดอย: 10.1186/s12934-024-02347-8

ในความพยายามหลายครั้งก่อนหน้านี้ในการใช้แบคทีเรียเพื่อผลิตวัคซีน นักวิจัยได้ใช้ยีนต้านทานยาปฏิชีวนะเพื่อรักษาการดัดแปลงทางพันธุกรรมในแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม วิธีนี้สามารถนำไปสู่ผลเสีย เช่น การดื้อยาปฏิชีวนะ ซึ่งเป็นปัญหาสาธารณสุขทั่วโลกที่กำลังเติบโต ด้วยการใช้เทคโนโลยี CRISPR/Cas9 นักวิจัยจาก Örebro ได้สร้างการดัดแปลงทางพันธุกรรมที่มีความเสถียรในแบคทีเรียโปรไบโอติก โดยไม่จำเป็นต้องใช้ยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ

Shcherbak ไม่เห็นความเสี่ยงใดๆ ในการใช้แบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม รวมถึงการทดสอบกับสัตว์ ก่อนที่เทคโนโลยีจะทดสอบในมนุษย์และวัคซีนจะมองเห็นแสงสว่างในตอนกลางวันได้

“ต้องใช้เวลาอย่างน้อยสองสามปีในการเตรียมและได้รับการอนุมัติตามหลักจริยธรรม ภายใต้สภาวะปกติ การพัฒนายาจะใช้เวลาประมาณสิบปี” Shcherbak กล่าว