لقاحات الحمض النووي أكثر استقرارًا وفعالية من حيث التكلفة

تستخدم لقاحات الحمض النووي، التي يشار إليها باسم لقاحات الجيل الثالث، الحمض النووي المُهندس للحث على استجابة مناعية في الشخص المضيف. و يشمل ذلك الاستجابة ضد البكتيريا والطفيليات والفيروسات وربما السرطان.

اللقاحات التقليدية

تشمل اللقاحات المتوفرة حاليًا لسكان العالم لقاحات الحصبة، والنكاف، والحصبة الألمانية، وفيروس الأنفلونزا الموسمية. كما تشمل الكزاز، وشلل الأطفال، والتهاب الكبد B، وسرطان عنق الرحم، والدفتيريا، والسعال الديكي. بالإضافة إلى العديد من الأمراض الأخرى المتوطنة في مناطق معينة من العالم. توفر العديد من هذه اللقاحات المناعة عن طريق تحفيز الاستجابات المناعية في المضيف.

وبشكل أكثر تحديدًا، تعرض هذه اللقاحات الجهاز المناعي للحلقات التي نشأت من الكائنات المجهرية المستهدفة. هذه الحلقات تنشأ على سطح العوامل في الكائنات المعدية. هذه الحلقات تسمح للجهاز المناعي بتطوير أجسام مضادة يمكنها التعرف على هذا العامل المعدي ومهاجمته إذا واجه المضيف الملقح هذا العامل الممرض في المستقبل.

على الرغم من أن اللقاحات التقليدية ضرورية لمنع انتشار الأمراض المعدية، فإن تصنيع هذه اللقاحات غالبًا ما يتطلب من الباحثين التعامل مع الكائنات الحية. لا يشكل التعامل مع هذه العوامل الممرضة مخاوف تتعلق بالسلامة للعلماء فحسب، بل إن خطر التلوث بمسببات الأمراض أمر مقلق أيضًا.

أدت التحديات المرتبطة بتطوير اللقاحات التقليدية إلى دراسة مناهج اللقاحات البديلة التي يمكن استخدامها لكل من الأمراض المعدية وغير المعدية.

أحد اللقاحات البديلة التي حظيت باهتمام كبير هو لقاح الحمض النووي والذي يعتبر أكثر استقرارًا وفعالية من حيث التكلفة. كمان أنه أسهل في التعامل مع اللقاحات التقليدية.

كيفية عمل لقاحات الحمض النووي

مثل أي نوع آخر من اللقاحات، تحفز لقاحات الحمض النووي استجابة مناعية تكيفية. يتضمن مبدأ العمل الأساسي وراء أي لقاح DNA استخدام بلازميد DNA الذي يشفر البروتين الذي نشأ من العامل الممرض الذي سيتم استهداف اللقاح فيه.

الحمض النووي للبلازميد (pDNA) غير مكلف ومستقر وآمن نسبيًا. هذه المنصة غير الفيروسية تُعتبر خيارًا ممتازًا لتوصيل الجينات. تتضمن بعض نواقل الفيروسات المختلفة التي تم استخدامها لمصدر الحمض النووي الريبي (pDNA) الفيروسات القهقرية . كما تتضمن الفيروسات البطيئة، والفيروسات الغدية، والفيروسات المرتبطة بالغدة، والهربس البسيط -1.

ما يحدث داخل الجسم

عندما يتم إعطاء حقنة عضلية (IM) من لقاح الحمض النووي، فإن pDNA سوف تستهدف الخلايا العضلية. يمكن أيضًا إعطاء لقاحات الحمض النووي عن طريق الحقن تحت الجلد أو داخل الأدمة، وكلاهما يستهدف الخلايا الكيراتينية. بغض النظر عن موقع الحقن، فإن الـ pDNA سوف يقوم بنقل الخلايا العضلية أو الخلايا الكيراتينية. هذه الخلايا ستخضع بعد ذلك لنوع من موت الخلايا المبرمج المعروف باسم موت الخلايا المبرمج.

الخلية التي تخضع لموت الخلايا المبرمج ستطلق شظايا صغيرة مرتبطة بالغشاء والتي تُعرف أيضًا باسم أجسام موت الخلايا المبرمج .هذه الأجسام التي تؤدي إلى الالتقام الخلوي للحطام الخلوي بواسطة الخلايا التغصنية غير الناضجة (iDC). يمكن أن يبدأ نشاط iDC بعد ذلك في توليد مستضدات خارجية، والتي يتم تقديمها حصريًا عن طريق التوافق النسيجي الرئيسي من الدرجة الثانية (MHCII).

يؤدي عرض التوافق النسيجي الرئيسي إلى تنشيط خلايا CD4 + T المساعدة. و هذه تساهم في تحضير الخلايا البائية وتسمح في النهاية بتكوين الاستجابة المناعية الخلطية. هذه الاستجابة المناعية الخلطية مطلوبة لتنشيط إنتاج خلايا CD8 + T.

بالإضافة إلى العمل على الخلايا العضلية أو الخلايا الكيراتينية ، فإن أي مسار لإعطاء لقاح الحمض النووي يمكن أن ينتقل عبر الخلايا العارضة للمستضد (APCs) الموجودة بالقرب من موقع الحقن. ينتج عن مسار تعداء العدوى المباشر هذا التعبير الجيني الداخلي والعرض المتوازي للمستضد من خلال كل من التوافق النسيجي الرئيسي من الدرجة الأولى و التوافق النسيجي الرئيسي من الدرجة الثانية ، مما ينتج عنه خلايا CD8 + و CD4 + T.

ما هي لقاحات الحمض النووي القيد التطوير حاليا ً؟

حاليًا ، لا توجد لقاحات حمض نووي تمت الموافقة عليها للاستخدام على نطاق واسع في البشر. ومع ذلك، فقد تمت الموافقة على العديد من اللقاحات القائمة على الحمض النووي من قبل كل من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) و وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) للاستخدام البيطري. بما في ذلك لقاح ضد فيروس غرب النيل في الخيول و كذلك لقاح سرطان الجلد للكلاب.

اللقاحات القائمة على الحمض النووي لم تتم الموافقة عليها بعد للاستخدام في عامة الناس. لكن هناك العديد من التجارب السريرية البشرية المستمرة على لقاحات الحمض النووي. وفقًا للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب، يتم حاليًا اختبار أكثر من 160 لقاحًا للحمض النووي. هذه اللقاحات الآن في التجارب السريرية البشرية في الولايات المتحدة. وتشير التقديرات إلى أن 62٪ من هذه التجارب مكرسة للقاحات السرطان و 33٪ مطبقة للقاحات ضد فيروس نقص المناعة البشرية (HIV).

تجارب عملية

استقصت إحدى التجارب السريرية الأولى على لقاح الحمض النووي التأثيرات العلاجية والوقائية المحتملة للقاح ضد فيروس نقص المناعة البشرية. على الرغم من اكتشاف مستوى معين من المناعة في هذه التجربة، لم يتم العثور على استجابات مناعية كبيرة. تسمح قابلية التغير لفيروس نقص المناعة البشرية لهذا الفيروس بغزو جهاز المناعة المضيف من خلال عدة آليات مختلفة.

نتيجة لذلك، اكتشف العلماء الذين يسعون إلى تطوير لقاح قائم على الحمض النووي ضد فيروس نقص المناعة البشرية أنه يجب تقييم عدة استراتيجيات. تكون هذه الاستراتيجيات تمهيدية مختلفة وعوامل معززة وجداول حقن متغيرة بعناية لتصميم أفضل لقاح DNA ضد فيروس نقص المناعة البشرية.

اتجاهات مستقبلية

العديد من اللقاحات القائمة على الحمض النووي يتم اختبارها حاليًا على البشر في جميع أنحاء العالم. و لكن العديد من التحديات لا تزال تقف في طريق السماح بترجمة نهج اللقاح هذا إلى العيادة. أحد أكبر التحديات المرتبطة بلقاحات الحمض النووي هو انخفاض مناعتها في الحيوانات الكبيرة والبشر.

يعتقد الباحثون أن كميات أكبر من الحمض النووي في نطاق 5 إلى 20 ملغ سوف تحتاج إلى حقنها في إنسان متوسط ​​الحجم لزيادة مناعة اللقاحات القائمة على الحمض النووي. ينطوي التحدي الآخر للقاحات القائمة على الحمض النووي على تحسين تعداء العدوى. والذي يمكن تحقيقه من خلال دمج العديد من المعلمات مثل المحرك الهجين الفيروسي / حقيقيات النواة أو تحسين أكواد المستضد.

لقاح الحمض النووي المثالي سوف يتجنب التدهور خارج الخلية ويدخل بنجاح نواة الخلايا المستهدفة للحث على استجابة مناعية طويلة المدى.