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Che cosa è un vaccino del DNA?

I vaccini del DNA, che si riferiscono a spesso come i vaccini di terza generazione, uso hanno costruito il DNA per indurre una risposta immunologica nel host contro i batteri, i parassiti, i virus e potenzialmente il cancro.

DNACredito di immagine: Miliardo foto/Shutterstock.com

Vaccini tradizionali

I vaccini che sono attualmente disponibili alla popolazione globale includono quelli per il morbillo, la parotite epidemica, la rosolia, il virus dell'influenza stagionale, il tetano, la polio, l'epatite B, il cancro cervicale, la difterite, la pertosse come pure parecchie altre malattie che sono endemici a determinate regioni del mondo.

Molti di questi vaccini forniscono l'immunità inducendo le risposte immunitarie adattabili antigene-specifiche in un host del naïve.

Più specificamente, questi vaccini espongono il sistema immunitario agli epitopi che sono provenuto dall'agente patogeno dell'obiettivo, che permette che il sistema immunitario sviluppi gli anticorpi che possono riconoscere ed attaccare questo agente infettante se il host vaccinato incontra questo agente patogeno in futuro.

Sebbene i vaccini convenzionali siano cruciali per impedire la diffusione di numerose altamente malattie infettive, la fabbricazione di questi vaccini richiede spesso che agenti patogeni in tensione della manopola dei ricercatori. Non solo può la manipolazione di questi agenti patogeni posare le preoccupazioni della sicurezza per quelle che sviluppano il vaccino, ma il rischio di contaminazione da questi agenti patogeni è egualmente di preoccupazione.

Le sfide connesse con lo sviluppo dei vaccini convenzionali piombo all'indagine su parecchi approcci vaccino alternativi che potrebbero essere usati per sia le malattie contagiose che non infettive.

Un vaccino alternativo che ha guadagnato la considerevole attenzione è ad un vaccino basato a DNA che è considerato come più stabile, costo-efficiente e più facile trattare che i vaccini tradizionali.

Come i vaccini del DNA funzionano?

Come qualunque altro tipo di vaccino, i vaccini del DNA inducono una risposta immunitaria adattabile. Il principio fondamentale di funzionamento dietro tutto il vaccino del DNA comprende l'uso di un plasmide del DNA che codifica per una proteina che è provenuto dall'agente patogeno in cui il vaccino sarà mirato a.

Il DNA del plasmide (pDNA) è economico, stabile e relativamente sicuro, quindi permettendo che questa piattaforma non virale sia considerata un'opzione eccellente per la consegna del gene. Alcuni dei vettori differenti del virus che sono stati usati al pDNA di sorgente comprendono i onco-retroviruses, i lentiviruses, gli adenovirus, i virus adeno-associati ed il herpes simplex-1.

Quando un'iniezione (IM) intramuscolare di un vaccino del DNA è amministrata, il pDNA mirerà ai miociti. I vaccini del DNA possono anche essere amministrati attraverso un'iniezione sottocutanea o intradermica, di cui tutt'e due mirerà ai keratinocytes. Indipendentemente dal sito iniezione, dal pDNA miociti o keratinocytes del transfect, che poi subiranno un tipo di morte programmata delle cellule conosciuta come il apoptosis.

Una cella che subisce il apoptosis rilascerà i piccoli ai frammenti diretti a membrana che sono conosciuti altrimenti come enti apoptotic, che avviano il endocytosis di detriti cellulari dalle celle dentritiche acerbe (iDC). L'attività di iDC può poi iniziare la generazione di antigeni esogeni, che esclusivamente sono presentati dalla classe principale di istocompatibilità II (MHCII).

La presentazione di antigene a MHCII attiva le celle di T+ dell'assistente CD4, che contribuiscono all'innesco del linfocita B ed infine tengono conto la risposta immunitaria umorale essere create. Questa risposta immunitaria umorale è richiesta per attivare la produzione delle celle+ di T CD8.

Oltre ad agire sui miociti o sui keratinocytes, tutta l'amministrazione che vaccino del DNA l'itinerario può egualmente celle dipresentazione del transfect (APCs) ha individuato vicino al sito iniezione. Questo itinerario diretto di transfezione provoca l'espressione endogena del transgene e la presentazione parallela dell'antigene con sia MHCI che MHCII, quindi rendendo sia celle+ di T CD8+ che CD4.

VaccinoCredito di immagine: La nuova Africa/Shutterstock.com

Che vaccini del DNA sono corrente in via di sviluppo?

Corrente, non ci sono vaccini del DNA che sono stati approvati per uso molto diffuso in esseri umani. Tuttavia, parecchi a vaccini basati a DNA sono stati approvati sia dagli Stati Uniti Food and Drug Administration (FDA) che dal ministero dell'agricoltura degli Stati Uniti (usda) per uso veterinario, di cui includa un vaccino contro il virus del Nilo occidentale in cavalli come pure un vaccino del melanoma per i cani.

Sebbene a vaccini basati a DNA ancora non siano stati approvati per uso nel grande pubblico, parecchi test clinici umani in corso sui vaccini del DNA esistono. Secondo la libreria nazionale degli Stati Uniti di medicina, oltre 160 vaccini differenti del DNA corrente stanno provandi nei test clinici umani negli Stati Uniti. È stimato che 62% di queste prove sia votato ai vaccini del cancro e 33% sono applicati per i vaccini contro il virus dell'immunodeficienza umana (HIV).

Uno dei primi test clinici su un vaccino del DNA ha studiato gli effetti terapeutici e profilattici potenziali di un vaccino del DNA contro il HIV. Sebbene un certo livello di immunizzazione sia individuato in questa prova, le risposte immunitarie non significative sono state trovate per sorgere.  Il hypervariability del HIV permette che questo virus invada il sistema immunitario ospite attraverso vari meccanismi.

Di conseguenza, gli scienziati che cercano di sviluppare ad un vaccino basato a DNA contro il HIV hanno scoperto che varie strategie di innesco, agenti d'amplificazione e programmi alterati dell'iniezione devono essere valutati con attenzione per progettare il migliore vaccino del DNA contro il HIV.

Orientamenti futuri

Anche se numerosi a vaccini basati a DNA corrente stanno analizzandi in esseri umani intorno al mondo, parecchie sfide ancora ostacolano permettere che questo approccio vaccino sia tradotto in clinica. Una di più grandi sfide connesse con i vaccini del DNA è la loro immunizzazione bassa in più grandi animali ed esseri umani.

I ricercatori ritengono che le quantità elevate di DNA all'interno dell'intervallo di 5 - 20 mg abbiano dovuto essere iniettate in un essere umano di medie dimensioni per aumentare l'immunizzazione ai dei vaccini basati a DNA. Un'altra sfida ai dei vaccini basati a DNA comprende l'ottimizzazione della transfezione, che potrebbe essere raggiunta con l'incorporazione di parecchi parametri quali promotore virale/eucariotico ibrido o l'ottimizzazione dei codoni dell'antigene.

Catturato insieme, un vaccino ideale del DNA eviterà la degradazione extracellulare e con successo fornirà il nucleo delle cellule bersaglio per indurre una risposta immunitaria a lungo termine.

Riferimenti

  • Malonis R.J., Lai J.R., Vergnolle O. (2020). A vaccini Basati a peptide: Sfide correnti di futuro e di progresso. Rassegne del prodotto chimico 20(6); 3210-3229. doi: 10.1021/acs.chemrev.9b00472.
  • Hobernik, D., & Bros, M. (2018). Vaccini del DNA - fin dove da uso clinico? Giornale internazionale delle scienze molecolari 19(11). doi: 10.3390/ijms19113605.
  • Jahanafrooz, Z., Baradaran, B., Mosafer, J., et al. (2020). Confronto dei vaccini del mRNA e del DNA contro cancro. Scoperta della droga oggi 25(3); 552-560. doi: 10.1016/j.drudis.2019.12.003.
  • Rezaei, T., Khalili, S., Baradaran, B., et al. (2019). Avanzamenti recenti su sviluppo di vaccini del DNA del HIV: Miglioramenti graduali ai test clinici. Giornale della versione controllata 316; 116-137. doi: 10.1016/j.jconrel.2019.10.045.

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Last Updated: Mar 17, 2021

Benedette Cuffari

Written by

Benedette Cuffari

After completing her Bachelor of Science in Toxicology with two minors in Spanish and Chemistry in 2016, Benedette continued her studies to complete her Master of Science in Toxicology in May of 2018. During graduate school, Benedette investigated the dermatotoxicity of mechlorethamine and bendamustine; two nitrogen mustard alkylating agents that are used in anticancer therapy.

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Comments

  1. Hemant Shah Hemant Shah India says:

    Language is very technical but i want to know about DNA based vaccins used in covid 19. In these vaccines adeno virus dna enters the nucleus of the cell. So is there a possibility it can alter the cells dna. Long term side effects can be much greater than corona virus

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