Методика создания, применение и примеры генно-инженерных вакцин

Генная инженерия — новаторские технологии, создающие принципиально новые, ранее в природе не встречавшиеся сочетания генов. Другими словами — это инструмент для изменения кода наследственности. Если внести в организм новые гены (частички ДНК), то он может приобрести уникальное желательное свойство, которым до этого не обладал.

«Построение» генно-инженерных вакцин — одно из перспективных направлений данной области биотехнологий. Более 60% фармацевтических фирм занято разработкой новых лекарственных форм.

Методика создания генно-инженерных вакцин

Воспроизводство генно инженерных вакцин (ГИВ) начинается с синтеза желаемого белкового соединения, для этого требуется пройти следующие этапы:

Фото 2

  • из ДНК вируса «вырезают» нужный фрагмент – ген. В каждом отдельном гене содержится информация по производству какого-либо белка в клетке. «Разрезание» происходит с помощью особых ферментов (рестриктаз);
  • затем «выщепленный» вирусный ген соединяют с так называемым вектором (это ДНК, чаще бактериальная плазмида), обеспечивающим внедрение в клетку;
  • полученную ДНК-конструкцию вводят в бактериальную клетку;
  • далее происходит размножение (репликация) нужного гена, то есть идёт экспрессия «вшитого» генома вируса – преобразование наследственной информации в белок.

В результате бактериальные клетки, выращиваемые в питательной среде, начинают вырабатывать белки-возбудители инфекции, то есть синтезировать вещество, ранее им несвойственное. Белки впоследствии выделяют, очищают – материал для вакцины готов.

При получении ГИВ в качестве векторов (помимо искусственно созданных плазмид) выступают дрожжи, фаги, вирусы животных, например, аденовирусы или вирус осповакцины.

Преимущества и недостатки

Среди достоинств генно-инженерных вакцин следует отметить:

Фото 3

Среди «минусов» – недостаточная эффективность, поскольку вирусы очень вариабельны.

Особенности применения

Методика получения противовирусных вакцин посредством генной инженерии была освоена в 70-е годы 20-го века.

Необходимость разработках была вызвана:

  • нехваткой источников сырья (животных);
  • невозможностью размножать вирусные клетки на классических объектах;
  • необходимостью минимизировать реактогенность полученного гибридного вируса (в случае с живыми поливакцинами).

Преодолеть эти трудности удалось в 1992 году, когда был разработан новейший метод в профилактике вирусных инфекций: изобретена ДНК вакцина. Самым типичным примером необходимости создания ГИВ является гепатит В.

Здесь сложность заключается в том, что учёным пока не удаётся найти культуры клеток, чувствительных к этому вирусу. В данном случае вирусный геном размножают в клетках Е. coli с применением плазмидных векторов. Бактерии, содержащие рекомбинантные плазмиды, вырабатывают белки (антигены), формирующие в организме сбалансированный полноценный иммунитет.

Сейчас активно разрабатываются ГИВ против гриппа, ящура и клещевого энцефалита. Прогрессивным направлением является создание многокомпонентных препаратов, состоящих из двух и более плазмидных форм. Но использование ДНК вакцин пока изучено только на животных.

Фото 4Не до конца выяснена онкогенная опасность препарата, неизвестно время, в течение которого организм успеет выработать антигенный белок. Его длительное образование может вызвать у прививаемого различного рода патологии.

Поэтому нужно время, чтобы ДНК вакцины стали применяться для человека. Преимуществом данных препаратов является довольно простой техпроцесс изготовления, удобство хранения и дешевизна производства.

К тому же их введение в организм имитирует нахождение в нём реального патогена, поскольку синтез белковых молекул, являющихся антигенами по сути, осуществляется напрямую в клетках человека. Поэтому последующие модификации белков полностью соответствуют тому, как это бы происходило при настоящей инфекции.


Примеры генно-инженерных вакцин

Когда частичка гена какого-либо возбудителя, ответственного за «производство» вирусного белка, встраивается в геном другого вируса (вектор), получается рекомбинантная вакцина.

Пример рекомбинантного препарата – вакцина против гепатита В, среди них:

Пример ГИВ – живые поливалентные вакцины (бельгийский Варилрикс). Кроме того, к генно-инженерным относится прививка от сифилиса и холеры, гриппа и бруцеллёза, бешенства.

В будущем предполагается использование векторов, в которые вшиты не только гены, отвечающие за синтез протективных белков, но и гены, контролирующие различные медиаторы (информационные молекулы) иммунного отклика.

Уже получены гибридные штаммы БЦЖ, доказавшие свою эффективность в отношении рака мочевого пузыря, а также туберкулёза. И хотя синтез бактерий (в отличие от вирусов) затруднителен, это лишь вопрос времени.

Видео по теме

Доктор Комаровский о распространенных мифах о вакцинации:

Генная инженерия даёт возможность создавать с помощью микроорганизмов массу полезных соединений: красители, аминокислоты, витамины и ферменты. Открываются и потенциальные перспективы разработки инновационных лекарств – генно-модифицированных субъединичных вакцин. Их главный «плюс» – высокая иммуногенность и отсутствие балластных белков.

Добавить комментарий

Adblock
detector