Τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA για ανάπτυξη εμβολίων

Ιστορικά, τα εμβόλια βασίστηκαν αρχικά σε αποδυναμωμένες ή απενεργοποιημένες εκδόσεις ζωντανών ιών, αλλά αυτά είχαν κάποια μειονεκτήματα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, για παράδειγμα, ο εξασθενημένος ιός μπορεί να επανέλθει σε ενεργό ιό και να προκαλέσει την ασθένεια που είχε σχεδιαστεί για την καταπολέμηση. Οι σύγχρονες εξελίξεις στη γενετική και το ανασυνδυασμένο DNA, ή το rDNA, η τεχνολογία επέτρεψαν στους επιστήμονες να δημιουργήσουν εμβόλια που δεν έχουν πλέον τη δυνατότητα να προκαλέσουν ασθένειες. Τρεις διαφορετικοί τύποι παρασκευασμάτων που βασίζονται στην τεχνολογία εμβολίων rDNA χρησιμοποιούνται για εμβολιασμούς σε ζώα και ανθρώπους.

Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει την τεχνολογία εμβολίου rDNA για τη γενετική τροποποίηση ζωντανών ιών έτσι ώστε να μπορούν να προκαλέσουν ανοσοαπόκριση, αλλά όχι να είναι παθογόνοι. Αυτό απαιτεί τη γνώση των γονιδίων του ιού που σχετίζονται με την αναπαραγωγή του ιού και στη συνέχεια τη διαγραφή ή την εξάλειψη αυτών των γονιδίων. Ένας γενετικά τροποποιημένος ιός που δεν μπορεί πλέον να αναπαραχθεί έχει επιφανειακές πρωτεΐνες ή αντιγόνα που αναγνωρίζονται ως ξένα προς τον ξενιστή, προάγοντας μια ανοσοαπόκριση στον τροποποιημένο ιό.

Για τους ιούς στους οποίους είναι γνωστή η πρωτεΐνη ή το αντιγόνο που προκαλεί την ανοσοαπόκριση, το ιικό DNA ότι οι κωδικοί για τη συγκεκριμένη πρωτεΐνη μπορούν να απομονωθούν, να κλωνοποιηθούν και να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ιικής πρωτεΐνης σε ένα τεστ σωλήνας. Στη συνέχεια, μεγάλες ποσότητες ιικής πρωτεΐνης που συντίθενται από το κλωνοποιημένο DNA καθαρίζονται και χρησιμοποιούνται ως εμβόλιο. Η συνθεμένη πρωτεΐνη από κλωνοποιημένο DNA, ή ένα σύνολο ιικών πρωτεϊνών που χρησιμοποιούνται για ανοσοποιήσεις, αναφέρονται ως ανασυνδυασμένα αδρανοποιημένα εμβόλια.

• Φροντίστε να αποφύγετε τον κοινό λανθασμένο και λανθασμένο όρο: ανακλινόμενος DNA

Τα γενετικά εμβόλια αποτελούνται από απογυμνωμένα κομμάτια ιικού DNA που έχουν σχεδιαστεί για την έναρξη του έκφραση ενός πρωτεϊνικού αντιγόνου ειδικά για την ασθένεια μετά την ένεση στο ζώο που υποβάλλεται εμβολιασμός. Αυτά τα μικρά ιικά κομμάτια DNA εγχύονται κάτω από το δέρμα, μετά το οποίο τα κύτταρα ξενιστές καταλαμβάνουν το DNA. Το πρότυπο DNA μεταφράζεται και οι ιικές πρωτεΐνες παρασκευάζονται μέσα στα κύτταρα ξενιστές. Το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή αντιδρά είναι εάν έχει εκτεθεί στην ίδια την ασθένεια και προσπαθεί να την καταπολεμήσει κάνοντας αντισώματα εναντίον των πρόσφατα συντεθειμένων ιικών πρωτεϊνών.

• Ορισμός εμβολίου: Μια ουσία που εισάγεται στον οργανισμό για την προώθηση της παραγωγής αντισωμάτων και την παροχή αντοχής κατά μιας ασθένειας.

Παρά όλα τα εμβόλια που αναπτύχθηκαν μέσω της τεχνολογίας rDNA, οι μολυσματικές ασθένειες σε ζώα και ανθρώπους εξακολουθούν να αποτελούν παγκόσμιο πρόβλημα. Η επιλεκτική πίεση και η φυσική επιλογή οδηγούν σε εξελικτικές αλλαγές στους ιούς που κατά συνέπεια παράγουν νέα στελέχη τα οποία δεν μπορούν πλέον να καταπολεμήσουν τα τρέχοντα εμβόλια. Υπάρχουν επίσης ιοί για τους οποίους δεν υπάρχουν εμβόλια επειδή δεν είναι ακόμη καλά κατανοητά. Προόδους στη βιοτεχνολογία και μεγάλης κλίμακας προσπάθειες από το πρόγραμμα Viral Genomes στο Εθνικό Κέντρο για Οι πληροφορίες βιοτεχνολογίας, Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, οδήγησαν στην αλληλουχία περισσότερων από 1.200 διαφορετικών ιογενή γονιδιώματα. Ένα γονιδίωμα είναι το πλήρες σύνολο γονιδίων που βρίσκονται σε έναν δεδομένο οργανισμό. Αυτή η συνεχιζόμενη πρωτοβουλία προσδιορισμού αλληλουχίας δίνει στους επιστήμονες νέες γενετικές πληροφορίες που πιθανώς θα διευκολύνουν την ανάπτυξη νέων εμβολίων μέσω της τεχνολογίας rDNA.