طراحی واکسن

واکسن چیست؟

واکسن  در واقع یک فرآورده بیولوژی می باشد که در مقابله  با یک بیماری میکروبی مشخص، سبب ایمنی فعال اکتسابی می شود. در بسیاری موارد واکسن سوسپانسیونی است که از میکروارگانیسمهای کشته و یا ضعیف شده ویروس یا باکتری یا پروتئین های آنتی ژنتیک حاصل شده و از واکسن برای پیشگیری و بهبود و یا درمان بیماری های عفونی تجویز می گردد.

اغلب واکسن ها از طریق عضلانی یا زیر جلدی و داخل جلدی تزریق می شوند(تزریقی) و برخی دیگر از واکسن ها خوراکی هستند مانند فلج اطفال.

برای ایمنی کامل و دائم دربرابر بیماری ها نیاز است چند بار یک واکسن تزریق شود ولی گاه برخی واکسن ها را می توان همراه هم تزریق نمود مانند واکسن سه گانه، دوگانه و MMR.

بنظر شما واکسن ها چطور تولید و طراحی می شوند؟

در این مقاله قرار است سایت ویستاژن به تعدادی از سوالات شما که در مورد طراحی و تولید واکسن پاسخ دهد.

یکی از مهم ترین اهداف ایمنی شناسی پزشکی توسعه واکسن می باشد که اولین بار 200 سال پیش آغاز شد و همچنان سالهای سال است که با استفاده از روش های سنتی در تولید واکسن به کار برده می شود، اما اکنون با پیشرفت های چشگمیری که در زمینه علوم پایه در سطح جهانی شده است مانند پیشرفت در ژنتیک و بیوانفورماتیک که می توان فرصتی برای توسعه و طراحی واکسن های جدید و بهبود یافته فراهم آورد.

طراحی واکسن معکوس اولین بار در تهیه واکسن علیه نایسریا مننژیتیدیس استفاده شد.

در یکی از این روش ها طراحی، ژنوم کامل یک پاتوژن به کمک آنالیزهای کامپیوتری بررسی می شوند تا آنتی ژن هایی که بیشترین احتمال ایمنی زایی را دارند، شناسایی شوند. با استفاده ازاین روش وقتی ژنوم باکتری نایسریا مننژیتیدیس مورد بررسی قرار گرفته می شود، 600 پروتئین سطحی یا ترشحی شناسایی شده و دراین میان 350 پروتئین بیان و خالص سازی می شوند. درواقع وقتی هفت پروتئین شناسایی شده اند قادرند در برابر طیف گستردگی از سویه ها ایجاد ایمنی و مقاومت کنند. از توسعه تکنیک های کامپیوتری که با ویژگی های پیچیده همراه است و دانشمندان به آن مسلط هستند و می توان به عنوان حرکت به سمت زیست فناوری که مبتنی بر کامپیوتر استفاده نمود.

در بسیاری از موارد دانشمندان تکنیک هایی را برای طراحی واکسن های پروتئینی ارائه و آموزش دادند که عبارتند از:

این طراحی که از آموزش ها و مراحل ضروری تولید واکسن های پروتئینی زیر واحدی مولتی اپی توپی می باشد. همچنین این نوع واکسن ها حتما باید از جنس پروتئین باشند و برای کارکرد با این مولکول نکاتی در مورد بیوشیمی اسید آمینه ها و پروتئین ها ارائه می شود تا در نهایت بعد از مباحث تئوری، اقدام به طراحی عملی واکسن در کامپیوتر تا قبل از مراحل آزمایشگاهی باشد.

در برخی دیگر از موادی که از آنها واکسن تولید می کنند مانند جنس مختلف انتروباکترویاسه که نقش مهمی در ایجاد بیماری های گوارشی، از جمله اسهال دارند و همچنین اشریشیا کلی انتروتوکسیژنیک، اشریشیا کلی انتروهموراژیک و شیگلا سه باکتری مهمی هستند که از طریق آب و غذا منتقل می شوند و واکسیناسیون یکی از راهکارهای مناسب در مقابل این باکتری ها و ویروس هاست که دانشمندان با توجه به طراحی واکسن با استفاده و طراحی یک کاندید واکسن نوترکیب که حاوی این سه باکتری باشند را در باکتری E.coli  و ایمنی هومورال بررسی و پدید آوردند.

پرایمرهای اختصاصی برای ترکیب این آنتی ژن ها طراحی گردیده است و خصوصیات آنتی ژن کایمر، که از جمله خواص فیزیکی و شیمیایی، ساختار دوم و سوم و اپی توپ های سلول B و T  و از طریق تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی مشخص می گردد و پس از ترکیب این ژن هاف وکتورهای نوترکیب که حاصل شدند به سلولهای مستعد منتقل خواهند شد. در نهایت  پروتئین کایمر در باکتری بیان می شود و پروتئین تولید شده تلخیص می گردد و پس از این مرحله که طراحی گذشته شده و به مرحله انجام و عمل به حیوانات رسیده شده است، حیوانات با باکتری زنده E.coli مورد بررسی قرار می گیرند.

تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی طراحی واکسن به صورتی بررسی می شود که آنتی ژن کایمر دارای خواص فیزیکی و شیمیایی مناسبی باشد تا بتواند به خوبی در میزبان های مختلف بیان شود ودر نهایت بتواند این آنتی ژن در اختیار سلولهای اپی توپ قرار بگیرند.

مثالی دیگری که می توان زد برای طراحی واکسن در خصوص بافت توموری می باشد که بدون فرآیند آنژیوژنز نمی تواند بیش از 2 میلی متر مکعب در بدن رشد کند که با استفاده از طراحی بیوانفورماتیک تولید واکسن پپتیدی انسانی و ارزیابی آنتی بادی پلی کلونال این امکان فراهم شده است که می تواند نقش حیاتی در فرآیند طراحی واکسن و همچنین یکی از راهبردهای ایمنی درمانی در برابر سرطان به کار برده می شود.

برای طراحی این واکسن که با استفاده از توالی پپتیدی ایزوفرم ها از پایگاه های داده ی پروتئینی، انتخاب و با نرم افزارهای رایج هم راستاسازی می کنند. اپی توپ های تحریک کننده ی پاسخ ایمنی شناسایی و از نظر عدم همپوشانی با بقیه پروتئین های بدن مورد بررسی قرار می گیرند. توالی پپتیدی 41 اسید آمینه ای انتخابی از نظر بیوانفورماتیک هیچ گونه هم پوشانی با سایر پروتئین ها ندارد و از لحاظ نظری، آنتی ژنتسیته ی کافی و توانایی تحریک پاسخ ایمنولوژیک که ضد توموری را خواهد داشت. برای طراحی واکسن که می توان از روش ELISIA  هم استفاه کرد که از کاربرد الکتروفورز پپتید کونژوگه با BSA  ، را نشان می دهد که کونژگاسیون به طور موثرتری انجام می شود و مراحل بهینه سازی آزمون  ELISIA را اثبات می کند که درصورت پوشاندن پلیت های ELISIA با کونژوگه که از قبل هم گفته شد، نتایج حاصل تکرار پذیره بهتری نسبت به پوشاندن پلیت با پپتید خالص به دست می آید و به همین منظور نتایج به کارآمدی پپتید کونژوگه از جهت ایمن سازی و تولید آنتی بادی پلی کلونال در این امر بسیار موثر است و به همین دلیل که تیتر آنتی بادی تولید شده بر ضد آنتی ژن بالا می باشد، این پپتید می تواند به عنوان تحریک کننده سیستم ایمنی در مدل حیوانی و در تولید و طراحی چنین واکسن هایی بوجود بیاید.

گردآورنده: سرکار خانم پریناز زارع

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سه + 7 =