Генна інженерія — новаторські технології, що створюють принципово нові, раніше в природі не зустрічалися поєднання генів. Іншими словами — це інструмент для зміни коду спадковості. Якщо внести в організм нові гени (частинки ДНК), то він може придбати унікальне бажане властивість, яким до цього не мав.
«Побудова» генно-інженерних вакцин — один з перспективних напрямків даної галузі біотехнологій. Більше 60% фармацевтичних фірм зайнято розробкою нових лікарських форм.
Зміст
- 1 Методика створення генно-інженерних вакцин
- 2 Переваги та недоліки
- 3 Особливості застосування
- 4 Приклади генно-інженерних вакцин
- 5 Відео по темі
Методика створення генно інженерних вакцин
Відтворення генно інженерних вакцин (ГИВ) починається з синтезу бажаного білкового з’єднання, для цього потрібно пройти наступні етапи:
- з ДНК вірусу «вирізають» потрібний фрагмент — ген. У кожному окремому гені міститься інформація з виробництва будь-якого білка в клітині. «Розрізування» відбувається за допомогою особливих ферментів (рестриктаз).
- потім «вищепленію» вірусний ген з’єднують з так званим вектором (це ДНК, частіше бактеріальна плазмида), що забезпечує впровадження в клітку.
- отриману ДНК-конструкцію вводять в бактеріальну клітину.
- далі відбувається розмноження (реплікація) потрібного гена, тобто йде експресія «вшитого» генома вірусу — перетворення спадкової інформації в білок.
в результаті бактеріальні клітини, вирощувані в живильному середовищі, починають виробляти білки-збудники інфекції, тобто синтезувати речовину, раніше їм невластиве. Білки згодом виділяють, очищають — матеріал для вакцини готовий.
При отриманні ГИВ як векторів (крім штучно створених плазмід) виступають дріжджі, фаги, віруси тварин, наприклад, аденовіруси або вірус осповакціни.
Переваги та недоліки
Серед достоїнств генно-інженерних вакцин слід зазначити:
- низьку реактогенність, а, отже, і мінімум побічних реакцій, оскільки в складі таких препаратів немає живих організмів.
- формування вузькоспецифічних імунного відгуку.
- можливе комбінування з імуногенним характеристикам.
Серед «мінусів» — недостатня ефективність, оскільки віруси дуже варіабельні.
Особливості застосування
Методика отримання противірусних вакцин за допомогою генної інженерії була освоєна в 70-і роки 20-го століття.
Необхідність розробки була викликана:
- браком джерел сировини (ж івотних).
- неможливістю розмножувати вірусні клітини на класичних об’єктах.
- необхідністю мінімізувати реактогенність отриманого гібридного вірусу (у випадку з живими полівакцина).
Подолати ці труднощі вдалося в 1992 році, коли був розроблений новий метод профілактики вірусних інфекцій: винайдена ДНК вакцина. Найтиповішим прикладом необхідності створення ГИВ є гепатит В.
Тут складність полягає в тому, що вченим поки не вдається знайти культури клітин, чутливих до цього вірусу. В даному випадку вірусний геном розмножують в клітинах Е. coli з застосуванням плазмідних векторів. Бактерії, що містять рекомбінантні плазміди, виробляють білки (антигени), що формують в організмі збалансований повноцінний імунітет.
Зараз активно розробляються ГИВ проти грипу, ящура і кліщового енцефаліту. Прогресивним напрямом є створення багатокомпонентних препаратів, що складаються з двох і більше плазмідних форм. Але використання ДНК вакцин поки вивчено тільки на тварин.
Тому потрібен час, щоб ДНК вакцини стали застосовуватися для людини. Перевагою даних препаратів є досить простий техпроцес виготовлення, зручність зберігання і дешевизна виробництва.
До того ж їх введення в організм імітує перебування в ньому реального патогена, оскільки синтез білкових молекул, які є антигенами по суті, здійснюється безпосередньо в клітинах людини. Тому наступні модифікації білків повністю відповідають тому, як це б відбувалося при справжньою інфекції.
Приклади генно-інженерних вакцин
Коли частинка гена будь-якого збудника, відповідального за « виробництво »вірусного білка, вбудовується в геном іншого вірусу (вектор), виходить рекомбінантна вакцина.
Приклад рекомбінантного препарату — вакцина проти гепатиту В, серед них:
- бельгійський Енджерікс.
- кубинська дріжджова рекомбінантна вакцина.
- вітчизняний препарат (Комбіотех).
- американська ДНК-рекомбінантний вакцина.
Приклад ГИВ — живі полівалентні вакцини ( бельгійський Варілрікс). Крім того, до генно-інженерних відноситься щеплення від сифілісу і холери, грипу і бруцельозу, сказу.
В майбутньому передбачається використання векторів, в які вшиті не тільки гени, що відповідають за синтез протективного білків, але і гени, контролюючі різні медіатори (інформаційні молекули) імунного відгуку.
Вже отримані гібридні штами БЦЖ, які довели свою ефективність щодо раку сечового міхура, а також туберкульозу. І хоча синтез бактерій (на відміну від вірусів) скрутний, це лише питання часу.
Відео по темі
Доктор Комаровський про поширені міфи про вакцинацію:
Генна інженерія дає можливість створювати за допомогою мікроорганізмів масу корисних сполук: барвники, амінокислоти, вітаміни і ферменти. Відкриваються і потенційні перспективи розробки інноваційних ліків — генно-модифікованих субодиничних вакцин. Їх головний «плюс» — висока імуногенність і відсутність баластних білків.