واکسن های اسید نوکلئیک از mRNA برای دادن دستورالعمل هایی به سلول ها در مورد چگونگی تولید پروتئین مورد نظر استفاده می کنند. Libre de Droit/iStock از طریق Getty Images

دو موفق ترین واکسن کرونا که در ایالات متحده ساخته شده اند - واکسن های فایزر و مدرنا - هر دو واکسن mRNA هستند. ایده استفاده از مواد ژنتیکی برای تولید پاسخ ایمنی، دنیایی از تحقیقات و کاربردهای پزشکی بالقوه را به دور از دسترس واکسن‌های سنتی باز کرده است. دبورا فولر یک میکروبیولوژیست است در دانشگاه واشنگتن که بیش از 20 سال است که روی واکسن های ژنتیکی مطالعه می کند. ما با او در مورد آینده واکسن‌های mRNA برای پادکست The Conversation Weekly. در زیر گزیده‌هایی از این گفتگو آورده شده است که برای طولانی‌تر شدن و وضوح ویرایش شده است.

واکسن های مبتنی بر ژن چه مدت در حال توسعه هستند؟

این نوع واکسن در حال ساخت بوده است در مورد 30 سال. واکسن های اسید نوکلئیک بر این ایده استوارند که DNA RNA و سپس RNA پروتئین می سازد. برای هر پروتئین معین، زمانی که توالی یا کد ژنتیکی را بدانیم، می‌توانیم یک مولکول mRNA یا DNA طراحی کنیم که سلول‌های فرد را وادار به ساخت آن کنند.

هنگامی که برای اولین بار به این ایده برای قرار دادن یک کد ژنتیکی در سلول های فردی فکر کردیم، هم DNA و هم RNA را مطالعه می کردیم. واکسن‌های mRNA در ابتدا خیلی خوب عمل نکردند. آنها ناپایدار بودند و پاسخ‌های ایمنی بسیار قوی ایجاد کردند لزوما مطلوب نیست. برای مدت بسیار طولانی واکسن‌های DNA در صندلی جلو قرار گرفتند و خیلی هم اولین آزمایشات بالینی با واکسن DNA بود.

اما حدود هفت یا هشت سال پیش، واکسن‌های mRNA شروع به کار کردند. محققان بسیاری از مشکلات را حل کردند - به ویژه بی ثباتی - و کشف کرد فن آوری های جدید برای ارائه mRNA به سلول ها و راه های تغییر دنباله کدگذاری به واکسن ها را برای استفاده در انسان بسیار ایمن تر می کند.

هنگامی که این مشکلات حل شد، این فناوری واقعاً آماده تبدیل شدن به یک ابزار انقلابی برای پزشکی بود. این درست زمانی بود که کووید-19 شیوع پیدا کرد.

چه چیزی واکسن های اسید نوکلئیک را از واکسن های سنتی متمایز می کند؟

بیشتر واکسن ها پاسخ آنتی بادی را القا می کنند. آنتی بادی ها مکانیسم ایمنی اولیه ای هستند که عفونت ها را مسدود می کنند. همانطور که ما شروع به مطالعه واکسن های اسید نوکلئیک کردیم، متوجه شدیم که چون این واکسن ها در سلول های ما بیان می شوند، آنها نیز در القای پاسخ سلول T بسیار موثر است. این کشف واقعاً تفکر بیشتری را در مورد اینکه چگونه محققان می‌توانند از واکسن‌های اسید نوکلئیک نه تنها برای بیماری‌های عفونی، بلکه برای ایمونوتراپی برای درمان سرطان‌ها و بیماری‌های عفونی مزمن - مانند HIV، هپاتیت B و تبخال - و همچنین اختلالات خودایمنی و حتی برای ژن‌درمانی استفاده کنند، برانگیخت. .

چگونه یک واکسن می تواند سرطان ها یا بیماری های عفونی مزمن را درمان کند؟

پاسخ سلول های T برای شناسایی سلول های آلوده به بیماری های مزمن و سلول های سرطانی نابجا بسیار مهم است. آنها همچنین نقش زیادی در از بین بردن این سلول ها از بدن دارند.

وقتی یک سلول سرطانی می شود، آن را شروع به تولید نئوآنتی ژن می کند. در موارد عادی، سیستم ایمنی این نئوآنتی ژن ها را تشخیص می دهد، تشخیص می دهد که مشکلی در سلول وجود دارد و آن را از بین می برد. دلیل اینکه برخی افراد به تومور مبتلا می شوند این است که سیستم ایمنی آنها کاملاً قادر به از بین بردن سلول های تومور نیست، بنابراین سلول ها تکثیر می شوند.

با واکسن mRNA یا DNA، هدف این است که بدن شما بهتر بتواند نئوآنتی ژن های بسیار خاصی را که سلول سرطانی تولید کرده است، تشخیص دهد. اگر سیستم ایمنی شما بتواند آن ها را بهتر تشخیص دهد و ببیند، این کار را می کند به سلول های سرطانی حمله کرده و آنها را از بدن دفع می کند.

همین استراتژی را می توان در مورد استفاده کرد از بین بردن عفونت های مزمن مانند HIV، هپاتیت B و تبخال. این ویروس ها بدن انسان را آلوده می کنند و برای همیشه در بدن می مانند مگر اینکه سیستم ایمنی آنها را از بین ببرد. مشابه روشی که واکسن‌های اسید نوکلئیک می‌توانند سیستم ایمنی را برای از بین بردن سلول‌های سرطانی آموزش دهند، می‌توان از آن‌ها برای آموزش سلول‌های ایمنی بدن برای شناسایی و حذف سلول‌های آلوده مزمن استفاده کرد.

وضعیت این واکسن ها چگونه است؟

برخی از اولین آزمایش‌های بالینی واکسن‌های اسید نوکلئیک در دهه 1990 انجام شد برای سرطان بودند، مخصوصاً برای ملانوم.

امروزه یک وجود دارد تعداد آزمایش‌های بالینی mRNA در حال انجام برای درمان ملانوما، سرطان پروستات، سرطان تخمدان، سرطان سینه، لوسمی، گلیوبلاستوما و غیره، و نتایج امیدوارکننده‌ای داشته است. مدرنا اخیراً نتایج امیدوارکننده‌ای را با آزمایش فاز 1 خود با استفاده از mRNA اعلام کرد درمان تومورهای جامد و لنفوم

همچنین آزمایشات زیادی در حال انجام است که واکسن‌های DNA سرطان را بررسی می‌کنند، زیرا واکسن‌های DNA هستند به ویژه در القای پاسخ سلول های T موثر است. شرکتی به نام Inovio اخیراً تأثیر قابل توجهی بر سرطان دهانه رحم ناشی از ویروس پاپیلومای انسانی در زنان نشان داده است. با استفاده از واکسن DNA.

آیا واکسن های اسید نوکلئیک می توانند اختلالات خود ایمنی را درمان کنند؟

اختلالات خود ایمنی زمانی رخ می دهد که سلول های ایمنی فرد در واقع به بخشی از بدن خود حمله می کنند. نمونه ای از این بیماری ام اس است. اگر مبتلا به ام اس هستید، سلول های ایمنی خود به میلین حمله می کنندپروتئینی که سلول های عصبی ماهیچه های شما را می پوشاند.

راه برای از بین بردن یک اختلال خود ایمنی این است که سلول های ایمنی خود را تعدیل کنید تا از حمله آنها به پروتئین های خود جلوگیری کنید. برخلاف واکسن‌ها، که هدفشان تحریک سیستم ایمنی برای تشخیص بهتر چیزی است، درمان بیماری‌های خودایمنی به دنبال تضعیف سیستم ایمنی است تا از حمله به چیزی که نباید جلوگیری کند. اخیراً، محققان واکسن mRNA را ایجاد کرده‌اند که پروتئین میلین را با دستورالعمل‌های ژنتیکی کمی تغییر داده است تا از تحریک پاسخ‌های ایمنی جلوگیری کند. این واکسن به جای فعال کردن سلول‌های T طبیعی که پاسخ‌های ایمنی را افزایش می‌دهند، باعث شد بدن این کار را انجام دهد سلول های تنظیم کننده T را تولید می کند که به طور خاص فقط سلول های T را که به میلین حمله می کردند سرکوب می کرد.

بسیاری از بیماری‌ها زمانی به وجود می‌آیند که افراد دارای جهش هستند یا ژن‌های خاصی را از دست می‌دهند، و واکسن‌های اسید نوکلئیک می‌توانند جایگزین موقتی برای ژن‌های از دست رفته باشند. ttsz/iStock از طریق Getty Images

آیا کاربرد دیگری از فناوری جدید واکسن وجود دارد؟

آخرین کاربرد در واقع یکی از اولین چیزهایی است که محققان در مورد استفاده از واکسن های DNA و mRNA برای آن فکر کردند: ژن درمانی. برخی از افراد با کمبود ژن های خاصی به دنیا می آیند. هدف ژن درمانی تامین دستورالعمل های گمشده سلول ها برای تولید پروتئین مهم است.

یک مثال عالی از این بیماری فیبروز کیستیک است که یک بیماری ژنتیکی ناشی از جهش در یک ژن است. با استفاده از DNA یا واکسن mRNA، محققان در حال بررسی امکان سنجی هستند که اساساً جایگزین ژن از دست رفته و اجازه دادن به بدن شخصی به طور موقت پروتئین از دست رفته را تولید می کند. هنگامی که پروتئین وجود دارد، علائم ممکن است حداقل به طور موقت ناپدید شوند. mRNA برای مدت طولانی در بدن انسان باقی نمی ماند و در ژنوم افراد ادغام نمی شود یا ژنوم را به هیچ وجه تغییر نمی دهد. بنابراین با از بین رفتن اثر، دوزهای اضافی مورد نیاز است.

تحقیقات نشان داده است که این مفهوم قابل اجرا است، اما هنوز نیاز به کار دارد.

درباره نویسنده

دبورا فولر، استاد میکروب شناسی دانشکده پزشکی، دانشگاه واشنگتن

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط:

بدن امتیاز را حفظ می کند: ذهن و بدن مغز در درمان تروما

توسط بسل وان در کلک

این کتاب به بررسی ارتباط بین تروما و سلامت جسمی و روانی می پردازد و بینش ها و استراتژی هایی را برای بهبود و بهبودی ارائه می دهد.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

نفس: علم جدید یک هنر گمشده

توسط جیمز نستور

این کتاب علم و تمرین تنفس را بررسی می کند و بینش ها و تکنیک هایی را برای بهبود سلامت جسمی و روانی ارائه می دهد.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

پارادوکس گیاهی: خطرات پنهان در غذاهای "سالم" که باعث بیماری و افزایش وزن می شوند

توسط استیون آر گاندری

این کتاب به بررسی پیوندهای بین رژیم غذایی، سلامتی و بیماری می پردازد و بینش ها و استراتژی هایی را برای بهبود سلامت و تندرستی کلی ارائه می دهد.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

کد ایمنی: پارادایم جدید برای سلامت واقعی و ضد پیری رادیکال

توسط جوئل گرین

این کتاب با تکیه بر اصول اپی ژنتیک و ارائه بینش ها و استراتژی هایی برای بهینه سازی سلامت و پیری، دیدگاه جدیدی در مورد سلامت و ایمنی ارائه می دهد.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

راهنمای کامل روزه داری: بدن خود را از طریق روزه متناوب، متناوب و طولانی شفا دهید

توسط دکتر جیسون فانگ و جیمی مور

این کتاب علم و عمل روزه داری را بررسی می کند و بینش ها و استراتژی هایی را برای بهبود سلامت و تندرستی کلی ارائه می دهد.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید