วัคซีนสังเคราะห์ที่ซับซ้อนขึ้นอยู่กับโมเลกุลของดีเอ็นเอ

ในการค้นหาวิธีที่จะสร้างวัคซีนที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้นนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันมหาวิทยาลัยรัฐ Bioproektirovaniya ในรัฐแอริโซนา (Biodesign สถาบันที่ Arizona State University) หันไปทิศทางที่มีแนวโน้มจะเรียกว่าดีเอ็นเอนาโนเทคโนโลยี (ดีเอ็นเอนาโนเทคโนโลยี) เพื่อให้ได้รูปแบบใหม่อย่างสมบูรณ์ของวัคซีนสังเคราะห์

ทำงานเกี่ยวกับการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสารนาโนจดหมายภูมิคุ้มกันยูงช้าง (ยูงช้าง) จากสถาบัน Bioproektirovaniya ร่วมกับเพื่อนร่วมงานของพวกเขาในระหว่างที่พูดถึงผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงในดีเอ็นเอนาโนเทคโนโลยี Hao ยาง (Hao Yan) เพื่อสังเคราะห์เป็นครั้งแรก โลกของวัคซีนที่สามารถได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในการจัดส่งไปยังเว็บไซต์ที่ต้องการโดยวางไว้บนตัวเองจัดกลุ่มโครงสร้างนาโนดีเอ็นเอ

"เมื่อ Hao เสนอให้พิจารณาดีเอ็นเอไม่ได้เป็นสารพันธุกรรม แต่เป็นแพลตฟอร์มการทำงานผมก็มีความคิดที่จะใช้วิธีการนี้ในภูมิคุ้มกัน", - ช้างรองศาสตราจารย์ Life Sciences โรงเรียน (โรงเรียนวิทยาศาสตร์แห่งชีวิต) และนักวิจัยที่ศูนย์โรคติดเชื้อกล่าวว่า และวัคซีนที่สถาบัน Bio-Projecting "นี่ควรจะเป็นโอกาสดีที่เราจะใช้ผู้ให้บริการดีเอ็นเอเพื่อสร้างวัคซีนสังเคราะห์"

"คำถามหลักคือ: มันปลอดภัยหรือไม่? เราต้องการที่จะสร้างกลุ่มของโมเลกุลที่อาจก่อให้เกิดการตอบสนองต่อระบบภูมิคุ้มกันที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในร่างกาย เนื่องจากทีมงานภายใต้การนำของ Hao ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาได้มีส่วนร่วมในการออกแบบโครงสร้างนาโน DNA ต่างๆเราจึงเริ่มทำงานร่วมกันเพื่อค้นหาพื้นที่ที่มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้โครงสร้างดังกล่าวในด้านการแพทย์ "

เอกลักษณ์ของวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์จากแอริโซนานำเสนอคือผู้ขนส่งสารแอนติเจนคือโมเลกุลดีเอ็นเอ

ทีมวิจัยสหสาขาวิชาชีพยังรวมถึง: นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาทางชีวเคมีในมหาวิทยาลัยแอริโซนา, ผู้เขียนแรกของกระดาษ Syaovey หลิว (Xiaowei หลิว) ศาสตราจารย์หยางซู (Yang Xu) ชีวเคมีอาจารย์หยางหลิว (ยานหลิว) นักศึกษาจากโรงเรียนชีววิทยาศาสตร์เครก Clifford ที่ (เครก Clifford) และ Tao Yu (Tao Yu) นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยเสฉวนประเทศจีน

ช้างเน้นย้ำว่าการฉีดวัคซีนอย่างกว้างขวางของประชากรได้นำไปสู่ชัยชนะที่สำคัญที่สุดแห่งหนึ่งของการแพทย์สาธารณะ ศิลปะในการสร้างวัคซีนอาศัยเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรมในการสร้างอนุภาคไวรัสคล้ายกับโปรตีนที่กระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน อนุภาคดังกล่าวมีโครงสร้างคล้ายกับไวรัสจริง แต่ไม่มีส่วนประกอบทางพันธุกรรมที่เป็นอันตรายซึ่งเป็นสาเหตุของโรค

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของดีเอ็นเอนาโนเทคโนโลยีซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ Biomolecule มีสองหรือสามมิติคือความสามารถในการสร้างวิธีการที่แม่นยำสำหรับโมเลกุลที่สามารถทำหน้าที่ลักษณะของโมเลกุลของธรรมชาติในร่างกาย

"เราทดลองกับขนาดและรูปร่างของโครงสร้างนาโนดีเอ็นเอและแนบสารชีวโมเลกุลเพื่อดูว่าพวกเขาตอบสนองให้กับร่างกาย" - ยางผู้อำนวยการของภาควิชาเคมีและชีวเคมีนักวิจัยที่ศูนย์ชีวฟิสิกส์ของโมเลกุลเดียว (ศูนย์โสดโมเลกุลชีวฟิสิกส์) กล่าวว่า ที่สถาบันไบโอฉาย เนื่องจากวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "biomimicry" ของวัคซีนที่ได้รับการทดสอบโดยพวกเขาอย่างใกล้ชิดในขนาดและรูปร่างกับอนุภาคไวรัสธรรมชาติ

เพื่อแสดงให้เห็นแนวโน้มของแนวความคิดของนักวิจัยยึด streptavidin imunnostimuliruyuschy โปรตีน (STV) เช่นเดียวกับการเสริมสร้างภูมิคุ้มกันยาเสพติดในแต่ละ CpG oligodeoksinukletid เสี้ยมแยกโครงสร้างดีเอ็นเอที่จะช่วยให้พวกเขาได้รับในท้ายที่สุดวัคซีนซับซ้อนสังเคราะห์

ประการแรกกลุ่มทางวิทยาศาสตร์ต้องพิสูจน์ว่าเซลล์เป้าหมายสามารถดูดซับโครงสร้างนาโนได้ โดยแนบโมเลกุลรอยเปล่งแสงเพื่อโครงสร้างนาโนนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าโครงสร้างระดับนาโนเป็นสถานที่ที่ถูกต้องในเซลล์และยังคงมีเสถียรภาพไม่กี่ชั่วโมง - นานพอที่จะทำให้เกิดการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน

จากนั้นในการทดลองในหนูนักวิทยาศาสตร์ได้รับการฝึกฝนการส่งมอบวัคซีน "ภาระ" ให้กับเซลล์ซึ่งเป็นครั้งแรกในห่วงโซ่การทำงานตอบสนองของภูมิคุ้มกัน, การโต้ตอบการประสานงานระหว่าง komponetntami แตกต่างกันเช่นเซลล์แอนติเจนการนำเสนอรวมทั้งขนาดใหญ่, dendritic เซลล์และ B-เซลล์ หลังจากที่โครงสร้างระดับนาโนใส่มือถือที่พวกเขาจะ "วิเคราะห์" และ "แสดง" บนผิวเซลล์เพื่อให้พวกเขารู้จัก T-เซลล์เม็ดเลือดขาว (เซลล์เม็ดเลือดแดง) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในกระบวนการของการเปิดตัวการตอบสนองต่อการป้องกันของร่างกาย เซลล์ T ช่วยให้เซลล์ B ผลิตแอนติบอดีต่อแอนติเจนต่างประเทศได้

นักวิจัยได้ทำการฉีดวัคซีนที่สมบูรณ์และแอนติเจน STV แยกจากกันรวมทั้งแอนติเจน STV ผสมกับเครื่องขยายเสียง CpG เพื่อทดสอบความแปรปรวนได้อย่างน่าเชื่อถือ

หลังจากช่วงเวลา 70 วันนักวิจัยพบว่าหนูวัคซีนกับวัคซีนที่ซับซ้อนเต็มรูปแบบพบว่าการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่เป็นครั้งที่ 9 ที่แข็งแกร่งเมื่อเทียบกับส่วนผสมที่เกิดจาก CpG ค STV ปฏิกิริยาที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือโครงสร้างของรูปสี่เหลี่ยม (รูปเสี้ยม) อย่างไรก็ตามการตอบสนองของภูมิคุ้มกันซับซ้อนวัคซีนได้รับการยอมรับไม่เพียง แต่เฉพาะ (เช่นการตอบสนองของร่างกายในการแอนติเจนที่เฉพาะเจาะจงโดยใช้ทดลอง) และมีประสิทธิภาพ แต่ยังปลอดภัยเป็นหลักฐานโดยขาดการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันมีการบริหารงานให้กับเซลล์ "ว่างเปล่า" ดีเอ็นเอ (ไม่มีสารชีวโมเลกุลแบริ่ง)

"เรารู้สึกยินดีเป็นอย่างยิ่ง" Chang กล่าว "มันยอดเยี่ยมมากที่ได้เห็นผลลัพธ์ที่เราคาดการณ์ไว้ นี้ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยในชีววิทยา.

อนาคตของอุตสาหกรรมเภสัชวิทยาสำหรับยาที่กำหนดเป้าหมาย

ทีมนักวิจัยได้สะท้อนถึงโอกาสที่เป็นไปได้สำหรับวิธีใหม่ในการกระตุ้นเซลล์ภูมิคุ้มกันเฉพาะเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาโดยใช้แพลตฟอร์มดีเอ็นเอ บนพื้นฐานของเทคโนโลยีใหม่ที่เป็นไปได้ที่จะสร้างวัคซีนที่ประกอบด้วยตัวแทนที่ใช้งานหลายคนและยังมีการเปลี่ยนแปลงเป้าหมายในการควบคุมการตอบสนองภูมิคุ้มกัน

นอกจากนี้เทคโนโลยีใหม่ยังมีศักยภาพในการพัฒนาวิธีการบำบัดแบบใหม่โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตยา "เป้าหมาย" ที่ส่งไปยังพื้นที่ที่กำหนดอย่างเคร่งครัดของร่างกายและดังนั้นจึงไม่ให้เกิดผลข้างเคียงที่เป็นอันตราย

อย่างไรก็ตามข้อเท็จจริงที่ว่าทิศทางดีเอ็นเอยังคงพัฒนาอยู่การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของนักวิจัยจากมลรัฐแอริโซนามีความสำคัญอย่างมากต่อยาอิเล็กทรอนิกส์และอื่น ๆ

ช้างและหยางตระหนักดีว่าจำเป็นต้องเรียนรู้และเพิ่มประสิทธิภาพในวิธีการฉีดวัคซีนที่นำเสนอโดยพวกเขา แต่คุณค่าของการค้นพบนั้นไม่สามารถปฏิเสธได้ "ด้วยการยืนยันแนวคิดของเราในปัจจุบันเราสามารถผลิตวัคซีนสังเคราะห์ที่มีแอนติเจนได้ไม่ จำกัด " นายฉางกล่าวสรุป

การสนับสนุนทางการเงินสำหรับงานทางวิทยาศาสตร์ได้จัดทำโดยกระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกาและสถาบันสุขภาพแห่งชาติ

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