پلت فرم های واکسن مبتنی بر اسید نوکلئیک در برابر بیماری کروناویروس 19 (COVID-19)

خلاصه

بیماری همه گیر کروناویروس 2019 (COVID-19) تا به امروز 673,010,496 بیمار را مبتلا کرده و باعث مرگ 6,854,959 مورد در سراسر جهان شده است. تلاش‌های زیادی برای ایجاد بسترهای اساسی واکسن کووید-19 متفاوت صورت گرفته است. واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک متشکل از واکسن‌های mRNA و DNA (واکسن‌های نسل سوم) از نظر تولید سریع و راحت و تحریک کارآمد پاسخ‌های ایمنی در برابر کووید امیدوارکننده بوده‌اند. چندین مبتنی بر DNA (ZyCoV-D، INO-4800، AG{15}}COVID19، و GX{17}}N) و مبتنی بر mRNA (BNT162b2، mRNA-1273، و ARCoV) پلت فرم های واکسن تایید شده برای پیشگیری از کووید{22}} استفاده شده است. واکسن‌های mRNA در خط مقدم همه پلتفرم‌ها برای پیشگیری از کووید{23}} هستند. با این حال، این واکسن ها پایداری کمتری دارند، در حالی که واکسن های DNA با دوزهای بالاتر برای تحریک پاسخ های ایمنی مورد نیاز هستند. تحویل درون سلولی واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک و عوارض جانبی آن‌ها به تحقیقات بیشتری نیاز دارد. با توجه به ظهور مجدد انواع نگران کننده کووید-19، ارزیابی مجدد واکسن و توسعه واکسن های چند ظرفیتی یا استراتژی های پان کروناویروس برای پیشگیری موثر از عفونت ضروری است.

مزایای مکمل سیستانچ-چگونه سیستم ایمنی بدن را تقویت کنیم

برای مشاهده محصولات Cistanche Enhance Immunity اینجا را کلیک کنید

【بیشتر بخواهید】 ایمیل:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

کلید واژه ها

بیماری کرونا 19 · واکسن های نوکلئیک اسید-باز · ایمنی · محافظت

زمینه

در اواخر سال 2019، یک ویروس بتا جدید در ووهان چین ظاهر شد و به سرعت در سراسر جهان گسترش یافت. بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) به دلیل نرخ مسری بالا با مرگ و میر بالا در سطح جهانی، پتانسیل بالایی برای همه گیری دارد (Sharma et al. 2020; Su et al. 2020; Wibawa 2021). بنابراین، تلاش های اساسی برای ایجاد واکسن ها یا درمان های موثر علیه این بیماری مورد نیاز است (Su et al. 2020). علائم بیماری کووید{7}} متفاوت است، از جمله علائم خفیف شبه فو، ذات‌الریه، سندرم دیسترس تنفسی حاد (ARDS) و پیامد کشنده. بیماران مبتلا به سرطان، دیابت، بیماری های قلبی عروقی، افراد مسن و حتی افراد مستعد ژنتیکی در معرض بالاترین خطر ابتلا به کووید{9}} هستند (Sharma et al. 2020; Su et al. 2020; Wibawa 2021; Vakil et al. 2022). طبق توصیه‌های سازمان جهانی بهداشت (WHO)، پوشیدن ماسک، استفاده از داروهای ضد ویروسی، فاصله‌گذاری اجتماعی و رعایت روش‌های واکسیناسیون، رفتارهای بسیار مهمی برای کنترل همه‌گیری کووید{14} در سراسر جهان هستند (شارما و همکاران 2020). تلاش علمی برای توسعه واکسن‌های کارآمد علیه پاتوژن‌های مهاجم به سال‌ها قبل برمی‌گردد (Deb et al. 2020؛ Zhang et al. 2020; Wibawa 2021). این پلتفرم‌های واکسن نیز علیه باکتری‌های بیماری‌زا طراحی شده‌اند (Farhani et al. 2019; Jafari and Mahmoodi 2021). در این راستا، توسعه یک واکسن کارآمد، محافظ و ایمن به عنوان یک رویکرد پیشگیرانه محوری برای جلوگیری از شیوع سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا 2 (SARS-CoV{23}}) در نظر گرفته می‌شود (مور و کلاس 2020). بنابراین، شرکت‌های دارویی مختلف و تیم‌های تحقیقاتی در سرتاسر جهان برای ارائه واکسن ایمن و کارآمد علیه کووید{25}} برای استفاده جامعه بین‌المللی به رقابت پرداختند. این تلاش‌ها پلتفرم‌های واکسن دیگری را برای ورود به آزمایش‌های بالینی و بالینی توسعه داده‌اند و برخی از آنها تأیید شده‌اند (چن و همکاران 2021)، از جمله واکسن‌های سنتی مانند واکسن‌های زنده یا غیرفعال، زیر واحد و واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک به عنوان واکسن‌های نسل بعدی. (مور و کلاس 2020). بر اساس شواهد علمی، واکسن‌های تضعیف‌شده زنده، پاسخ‌های ایمنی ذاتی، سلولی و هومورال را با القای گیرنده‌های شبه Toll (TLR) با ایمنی طولانی‌مدت تحریک می‌کنند و ممکن است دچار حساسیت شوند. اشکال اصلی این واکسن ها ارزیابی های پرهزینه ایمنی و کارایی آنهاست. واکسن‌های ویروسی غیرفعال واکنش‌های ایمنی سلولی را ضعیف تحریک می‌کنند که اثربخشی آنها را کاهش می‌دهد. در آوریل 2020، یک واکسن غیرفعال کووید{34} توسط موسسه محصولات بیولوژیکی Sinovac و ووهان (Sinopharm) (Moore and Klasse 2020; Su et al. 2020) تولید شد. واکسن های زیر واحد ایمن هستند، با برخی نقص ها از جمله ایمنی زایی کم، نیاز به تقویت کننده یا کمکی و هزینه بالا (Koirala et al. 2020; Su et al. 2020). واکسن های مبتنی بر اسید نوکلئیک بر اساس اطلاعات توالی ساخته شده اند. آنها شامل توالی های DNA یا mRNA از آنتی ژن ها هستند که به شدت پاسخ های ایمنی سلولی و هومورال را در دوزهای مختلف تحریک می کنند. با توجه به مزایای آنها، مانند تولید سریع، و اولین واکسن‌های کووید{40}} در آزمایش‌های بالینی، مزیت قابل توجه واکسن‌های مبتنی بر DNA، پایداری آنها در شرایط مختلف نگهداری است (سیلویرا و همکاران 2020؛ ون ریل و دی هوش 2020). واکسن‌های مبتنی بر RNA توجه بیشتری را از سوی شرکت‌های دارویی مانند Pfizer/Biotech و Moderna جلب کردند. برخلاف واکسن‌های DNA، آن‌ها پاسخ ایمنی هومورال مؤثری را به‌عنوان لیگاندهای TLR بدون ادجوانت تحریک می‌کنند و توالی آنها برای جلوگیری از تخریب mRNA اصلاح می‌شود (Moore and Klasse 2020؛ van Riel and de Wit 2020؛ Soiza et al. 2021). این بررسی با هدف ارزیابی پیشرفت‌های اخیر در واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک، از جمله واکسن‌های mRNA و DNA علیه کووید{49}} انجام شد.

متن اصلی

مکانیسم مولکولی ویروس کرونا و پاسخ ایمنی

گیاه سیستانچ سیستم ایمنی را افزایش می دهد

ژنوم COVID{0}} یک RNA تک رشته ای مثبت است که چهار پروتئین ساختاری اصلی شامل پوشش (E)، سنبله (S)، غشاء (M) و نوکلئوکپسید (N) را کد می کند (Stadler and Rappuoli 2005). همانطور که در شکل 1a نشان داده شده است. SARS-CoV انسانی شامل گلیکوپروتئین سنبله (S) به عنوان بخشی از پاکت است. الحاق ویروس به سلول های میزبان توسط پروتئین اسپایک که از زیر واحدهای S1 و S2 تشکیل شده است انجام می شود. آنها نقش اساسی در اتصال به گیرنده های سلول میزبان معروف به آنزیم مبدل آنژیوتانسین II (ACE2) برای شروع عفونت دارند (شکل 1b). ناحیه مرکزی دامنه S1 که به ACE2 با میل ترکیبی بالا متصل می شود، یک دامنه اتصال گیرنده (RBD) است. در این راستا، تعامل بین RBD و ACE2 برای شروع عفونت سلولی انسان مورد نیاز است (He et al. 2020). علاوه بر این، برش پروتئین S برای ورود ویروس به سلول های میزبان ضروری است. پس از اتصال ناحیه RBD به ACE2، یک پروتئاز میزبان که به عنوان TM پروتئاز سرین 2 (TMPRSS2) شناخته می شود، پروتئین S را به دامنه های S1 و S2 می شکند که منجر به ادغام دامنه S2 به سلول میزبان می شود (Huang et al. 2020). اگرچه پاسخ‌های ایمنی قوی در برابر کووید{22}}، حساسیت مفرط و طوفان سیتوکین (بیشتر اینترلوکین-6-، IL{24}}b، GM-CSF-، اینترفرون- / IFN -، فاکتور نکروز / پاسخ‌های مبتنی بر TNF -، IL-10-، IL-2- و IL{32}}باید ممنوع شوند (چاودری و همکاران 2020). به دنبال اتصال ویروسی (برهمکنش اسپایک-ACE2) و ورود به سلول های تنفسی، ماکروفاژهای آلوئولی فاگوسیت و سلول های دندریتیک (DCs) آنتی ژن های ویروسی را به سلول های T ارائه می کنند و T CD{36}}(سلول T کمکی) و T CD را فعال می کنند. }} (سلول T سیتوتوکسیک). متعاقبا، سیتوکین های پیش التهابی مانند IL6، IL12، TNF و IFN و غیره برای مواجهه با ویروس آزاد می شوند. با این حال، سطوح بالای تولید سیتوکین که منجر به طوفان سیتوکین می شود باعث آسیب ریه می شود (Hosseini et al. 2020). طبق شواهد علمی، سلول های T کمکی برای از بین بردن عفونت ویروسی، القای سلول های B برای تولید آنتی بادی و تحریک سلول های T سیتوتوکسیک ضروری هستند (Sharma et al. 2020). اهداف آنتی ژنی COVID-19 در ایجاد یک واکسن ایمن و محافظ در برابر یک ارگانیسم بیماری زا، شناسایی بهترین اهداف ایمنی زا ضروری است (Lu et al. 2020b). اتخاذ اهداف آنتی ژنی بالقوه برای تحریک اپی توپ های سلول T و سلول B برای القای مناسب ایمنی سلولی و هومورال بسیار مهم است (Rueckert and Guzmán 2012). پروتئین S ویروسی از طریق دامنه RBD به عنوان یک لیگاند ضروری با سلول های میزبان تعامل می کند. دامنه RBD می‌تواند تولید آنتی‌بادی خنثی‌کننده و پاسخ ایمنی سلول‌های T در برابر کووید را القا کند{46}}. همچنین، ایمنی زایی پروتئین S تایید شده است (Pushparajah et al. 2021). پروتئین N دارای توالی کوچک و بسیار حفاظت شده در مقایسه با سایر پروتئین های ویروسی است. پروتئین N در طول عفونت ویروسی با یک پاسخ ایمنی هومورال مرتبط قابل توجه در برابر COVID{48}} در بین بیماران بیان می‌شود. علاوه بر این، با پاسخ های سلولی علیه پروتئین N، می توان آن را یک آنتی ژن کاندید مناسب در طراحی واکسن در نظر گرفت (Dutta et al. 2020). علاوه بر این، پروتئین M و پروتئین E اپی توپ‌های T CD را تحریک می‌کنند (وانگ و همکاران 2005؛ عبدالمجید و همکاران 2020؛ دونگ و همکاران 2020). برانگیختن پاسخ های ایمنی قوی علیه پروتئین S تعیین کننده و ضروری است (Buchholz et al. 2004). پروتئین S شامل ایمنی‌زاترین سلول‌های T و اپی‌توپ‌های سلول B است که به عنوان اهداف ترجیحی در ساخت واکسن علیه کووید شناخته می‌شوند. این در تمام واکسن‌های پلتفرم mRNA توسعه‌یافته مانند واکسن‌های Pfizer/BioNtech و Moderna استفاده شده است.

شکل 1 a ساختار ویریون SARS-CoV-2. پروتئین های سطحی اصلی ویروس کووید{3} شامل گلیکوپروتئین Spike (S)، پروتئین های غشایی (M) و Envelope (E) هستند. پروتئین S واکسن اصلی و هدف درمانی است که با گیرنده آنزیم مبدل آنژیوتانسین II (ACE2) برای شروع عفونت تعامل دارد. b دامنه های پروتئین سنبله؛ پروتئین S شامل S1 (NTD یا دامنه ترجمه نشده و RBD یا دامنه اتصال گیرنده) و زیر واحدهای S2 است.

تاریخچه داروهای مبتنی بر اسید نوکلئیک

الیگونوکلئوتیدها بیش از 30 سال پیش وارد آزمایشات بالینی شدند. تاریخچه استفاده از رویکردهای درمانی مبتنی بر اسید نوکلئیک به سال 1977 می رسد که Paterson و همکارانش. از اسیدهای نوکلئیک برای تنظیم بیان ژن استفاده کرد (پاترسون و همکاران 1977). در حال حاضر، آنها بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. داروهای مبتنی بر اسید نوکلئیک به دسته های مختلفی تقسیم می شوند، از جمله اشکال آنتی سنس، ریبوزیم ها، mRNA و واکسن های مبتنی بر DNA (Sharma et al. 2014). یک الیگودئوکسی نوکلئوتید مصنوعی تکثیر ویروس سارکوم روس (RSV) را که مکمل mRNA RSV بود و به عنوان آنتی سنس شناخته می شد، مهار کرد (Zamecnik و Stephenson 1978). اولین آنتی سنس به کلینیک علیه سیتومگالوویروس (CMV) وارد شد (Mulamba et al. 1998). RNA مداخله گر کوچک (siRNA) دارای پتانسیل مهار بیان ژن است و برای اولین بار در سال 1998 گزارش شد. گروه دیگری از RNA های غیر کد کننده کوچک شامل microRNA ها (miRNA ها) هستند که دارای نقش ضروری در تنظیم بیان ژن هستند. عملکردهایی شبیه به siRNA و پتانسیل درمانی دارد (Usman and Blatt 2000; Sharma et al. 2014). همانطور که گفته شد، کلاس ریبوزیم مولکول های RNA به عنوان آنزیم هایی عمل می کند که رونویسی را هدف قرار می دهد. ریبوزیم ها وارد آزمایشات بالینی علیه سرطان و برخی عفونت های ویروسی مانند ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV) شدند (Usman and Blatt 2000؛ Abera et al. 2012). علاوه بر واکسن‌های مبتنی بر mRNA و DNA، آنها در داروهای مبتنی بر اسید نوکلئیک که در سال 1990 معرفی شدند طبقه‌بندی می‌شوند و در توسعه واکسن‌هایی برای مبارزه با COVID{19}} مورد توجه بیشتری قرار گرفتند (Le et al. 2020; Zhang et al. . 2020). از مزایای عمده این گروه از واکسن ها می توان به تولید سریع و ویژگی بالای آنها در برابر آنتی ژن های هدف مربوطه اشاره کرد (Le et al. 2020).

cistanche tubulosa - بهبود سیستم ایمنی

واکسن های مبتنی بر mRNA

تحویل اولیه مولکول‌های mRNA به سلول‌های میزبان شامل انتقال mRNA به سلول‌های فیبروبلاست با استفاده از یک لیپید کاتیونی بود (پارک و همکاران 2021). واکسن های mRNA شامل آنتی ژن های پاتوژن mRNA هستند که پروتئین های آنتی ژنی را توسط سلول های انسانی تولید می کنند. چندین مزیت واکسن‌های mRNA شامل فرآیند تولید ساده، ایمنی کارآمد و محافظ، دستکاری و صنعتی‌سازی راحت، و انعطاف‌پذیری برای پاسخ به انواع کووید{1}} است (کافمن و همکاران 2016؛ فانگ و همکاران 2022). برخی از رویکردها، مانند افزودن توالی‌های 5'-cap و Kozak، با استفاده از توالی‌های 3'-poly-A و اصلاح نوکلئوزیدهای mRNA استفاده می‌شوند (بورا و همکاران 2021). واکسن‌های mRNA به سیتوزول میزبان ترجمه می‌شوند. بنابراین، هیچ خطری برای درج ژنوم میزبان که به عنوان مزیت اصلی آنها شناخته می شود، وجود ندارد. در این راستا، اخیراً واکسن‌های مبتنی بر mRNA به عنوان یک رویکرد پیشگیرانه ایمن در برابر سرطان و بیماری‌های عفونی مورد توجه بیشتری قرار گرفته‌اند (Kaur and Gupta 2020). مکانیسم اولیه عمل واکسن های mRNA در شکل 2 نشان داده شده است.

واکسن های مبتنی بر DNA

واکسن‌های DNA شامل چندین ژن هستند که پپتیدهای آنتی ژنی ویروسی را کد می‌کنند که توسط ناقل‌های پلاسمید بیان شده و از طریق الکتروپوراسیون (EP) به سلول‌ها منتقل می‌شوند. در مقایسه با سایر پلتفرم‌های واکسن، واکسن‌های DNA یک پلتفرم انعطاف‌پذیر و سریع برای توسعه واکسن‌ها پیشنهاد می‌کنند که آن را به یک فناوری جذاب برای مبارزه با اپیدمی‌های در حال توسعه مانند COVID-19 تبدیل می‌کند. علاوه بر این، تولید آنتی‌ژن واکسن DNA در سلول‌های هدف اتفاق می‌افتد، که به جمع‌بندی ترکیب طبیعی آنتی‌ژن ویروسی و اصلاح پس از ترجمه کمک می‌کند. عیب اصلی واکسن های DNA ایمنی زایی محدود آنهاست. از این رو، در نظر گرفتن استراتژی هایی مانند ادجوانت یا استفاده از یک رژیم اولیه تقویت کننده که می تواند پتانسیل واکسن DNA را افزایش دهد، مهم است. همچنین، ادغام اسید نوکلئیک در DNA میزبان یکی دیگر از نگرانی های ایمنی زیستی است که منجر به انکوژن و جهش زایی می شود (Rauch et al. 2018). اگرچه طبق مطالعات قبلی، خطر درج واکسن DNA ناچیز است، سازمان جهانی بهداشت و FDA اجرای ایمنی واکسن DNA را برای یکپارچه سازی توصیه می کنند (وانگ و همکاران 2004؛ شالک و همکاران 2006). واکسن‌های DNA ژن‌های ویروس کرونا را به سلول‌های انسان منتقل می‌کنند. اصل واکسیناسیون به تحویل DNA به هسته سلول بستگی دارد به طوری که رونویسی آنتی ژن آغاز شده و پس از آن ترجمه انجام می شود. واکسن‌های DNA معمولاً از پلاسمیدها به عنوان ناقل استفاده می‌کنند. بر اساس مسیر تزریق واکسن، هم میوسیت ها و هم کراتینوسیت ها مورد بررسی قرار می گیرند. با این حال، سلول های ارائه دهنده آنتی ژن در نزدیکی محل تزریق نیز ممکن است مستقیماً با استفاده از واکسن های DNA ترانسفکت شوند. در چنین مواردی، فرآیند متقاطع پرایمینگ آنتی‌ژن‌ها را با استفاده از هر دو مولکول اصلی کمپلکس سازگاری بافتی (MHC-I/II) نشان می‌دهد (Hobernik and Bros 2018). آنتی ژن های تولید شده با استفاده از اجسام آپوپتوز یا اگزوزوم ها آزاد می شوند که منجر به شناسایی آنها توسط سلول های ارائه دهنده آنتی ژن می شود که به نوبه خود باعث تحریک پاسخ های ایمنی سلولی و هومورال می شود. استراتژی های تحویل متنوعی برای ایجاد یک پاسخ ایمنی قوی استفاده می شود (دانلی و همکاران 2005؛ لی و پتروفسکی 2016؛ استریزووا و همکاران 2021). با توجه به تنظیم ایمنی در طول عفونت کووید{14}}، مشخص شده است که بیماران در معرض خطر افیوژن پریکارد با پیش‌آگهی نادرست نشان دهنده افزایش سلول‌های CD{16}CD8+ T به علاوه کاهش CD{{ 18}}سلول‌های تنظیم‌کننده HLA-DR و T (Treg) (Duerr et al. 2020). این نتایج نشان می دهد که عفونت شدید به دلیل یک پاسخ ایمنی نامتعادل رخ می دهد که شرایط بیماری را تشدید می کند (Tay et al. 2020). پیشرفت واکسن کووید{22}} با هدف ایجاد یک پاسخ ایمنی مؤثر و مناسب (شامل هر دو بازو) بدون پیشرفت به چنین عدم تعادلی انجام شد (هوبرنیک و برادران 2018). در حالی که آزمایش‌های بالینی انسانی توسط واکسن‌های DNA منجر به پاسخ کامل شد، این پاسخ‌ها اغلب برای ایجاد مزایای بالینی قابل قبول کافی نیستند. علاوه بر این، اجزای اصلی DNA پلاسمید، به عنوان مثال، توالی‌های CpG غیر متیله، ممکن است باعث فعال شدن پاسخ‌های ایمنی ذاتی شوند و پاسخ‌های ایمنی تطبیقی ​​را در برابر آنتی‌ژن‌های بیان‌شده افزایش دهند. بنابراین، واکسن‌های DNA در دامپزشکی کاربرد بیشتری دارند (Coban et al. 2013; Silveira et al. 2017; Hobernik and Bros 2018). با توجه به این اشکال، برخی از خطوط تحقیقاتی بر روی بهینه‌سازی و تحویل واکسن‌های DNA تمرکز می‌کنند، از جمله بهینه‌سازی کدون، طراحی پروموتر، ادجوانت‌های مولکولی، کاربرد EP، واکسیناسیون با افزایش اولیه یا روش‌های "omics" برای طراحی واکسن پیشرفته (Li et al. 2012؛ سیلویرا و همکاران 2020). شکل 3 مراحل اصلی مکانیسم های واکسن DNA در پاسخ های ایمنی موثر را نشان می دهد.

شکل 2 فرمولاسیون واکسن mRNA، تجویز و مکانیسم های تحریک ایمنی: یک فرمول mRNA با نانوذرات لیپیدی (LNP) ثبات توالی را حفظ و افزایش می دهد. b محلول نمکی واکسن mRNA-LNP از طریق عضلانی تجویز می شود. c mRNA حاوی LNP از طریق اندوسیتوز به سلول های ارائه دهنده آنتی ژن (APCs) ترانسفکت می شود. mRNA در سیتوپلاسم آزاد می شود و به پروتئین های ویروسی ترجمه می شود، سپس آنها توسط پروتئازوم لیز می شوند و به کمپلکس اصلی سازگاری بافتی I (MHC-I) روی سطح شبکه آندوپلاسمی متصل می شوند و به سلول های T سیتوتوکسیک (Tc) ارائه می شوند.

پتانسیل واکسن‌های مبتنی بر mRNA و DNA

ساختار واکسن در سطح mRNA حاوی عناصری برای اصلاح پایداری و بیان پروتئین از جمله UTR 3، توالی کدکننده، 5'UTR، کلاهک 5' و دم پلی (A) است (Liu 2019). عناصر UTR 5' و 3' که در کنار توالی کد کننده مشتق شده از ژن های ویروسی یا یوکاریوتی قرار دارند، ثبات ساختاری را افزایش داده و ترجمه mRNA را که فاکتورهای ضروری برای واکسن ها هستند، بهبود می بخشد (Ross and Sullivan 1985; Holtkamp et al. 2006). برای ترجمه کارآمد پروتئین از mRNA، ساختار کلاهک 5′ مورد نیاز است (مارتین و همکاران 1975؛ راس و سالیوان 1985). دم mRNA poly (A) همچنین نقش تنظیمی در پایداری و ترجمه mRNA دارد (Holtkamp et al. 2006). همچنین استفاده از کدون نقش حیاتی در ترجمه پروتئین دارد. در این راستا، برای افزایش ترجمه پروتئین از mRNA، کدون‌های کمیاب با کدون‌های مترادف مورد استفاده جایگزین می‌شوند که دارای tRNA فراوان در سیتوزول هستند (Stepinski et al. 2001). رویکرد دیگر برای بهینه‌سازی توالی، غنی‌سازی محتوای G: C است. چندین روش در سال های اخیر واکسن های DNA نامزد کارآمد و ایمن را ایجاد کرده اند. در یک پلت فرم واکسن مبتنی بر DNA، وکتورهای پلاسمید مشتق شده از باکتری برای بیان آن آنتی ژن های مورد نظر در سلول های میزبان اعمال می شوند. پلاسمیدهای باکتری باید وارد سلول های یوکاریوتی شده و به هسته منتقل شوند. سپس DNA از ژن های خارجی به ترتیب در هسته و سیتوپلاسم سلول میزبان رونویسی و ترجمه می شود. بنابراین، طراحی یک پلاسمید مناسب با راندمان انتقال بالا و بیان پروتئین برای رسیدن به یک واکسن DNA قوی ضروری است (مالون و همکاران 1989). توالی ناحیه یوکاریوتی (در پلاسمیدهای واکسن های DNA)، بالادست ژن درج شده، از یک پروموتر و یک سیگنال پلی A (polyA) (AAU AAA) تشکیل شده است که در انتهای '3 توالی آنتی ژنی قرار دارد (شان و همکاران 2011). پروموترها عناصر حیاتی هستند که در پلاسمیدهای واکسن DNA برای تحریک سطوح بیان بالای آنتی ژن های مورد نظر در سلول های میزبان مورد نیاز هستند (Becker et al. 2008) و منجر به رونویسی mRNA از ژن درج شده می شود. رایج ترین پروموتر مورد استفاده در واکسن های DNA شامل پروموتر سیتومگالوویروس انسانی (CMV) است. سیگنال توالی polyA باعث پایداری و انتقال mRNA و بیان موثر ژن یوکاریوتی می شود. عنصر مهم دیگر توالی کوزاک (ACCATGG) است که نقش حیاتی در ترجمه توسط ریبوزوم یوکاریوتی دارد. همچنین، افزودن یک یا دو توالی کدون توقف برای جلوگیری از ترجمه نادرست ژن درج شده در سلول میزبان ضروری است (Becker et al. 2008; Williams 2013). مقایسه پلتفرم‌های واکسن DNA و mRNA اگرچه واکسن‌های DNA و mRNA از دهه 1990 و توسعه اخیر و صدور مجوز واکسن‌های DNA مختلف دامپزشکی در دست توسعه بوده‌اند، اما اشتیاق قابل توجهی به mRNA روی آورده است. هر دو نیاز به تلاش برای تقویت آنتی ژن، پایداری و کارایی خود با دستکاری مستقیم DNA و mRNA پلاسمید یا افزودن تعدیل کننده های ایمنی یا کمکی و فرمولاسیون ها و سیستم های تحویل دارند (Liu 2019). مدت زمان پایداری mRNA کمتر از DNA پلاسمید است. مشخص شده است که واکسن‌های DNA پروتئین کدگذاری شده را به سرعت تولید می‌کنند، که به دلیل پایداری DNA پلاسمید درونی بالاتر، مقادیر بالاتری نسبت به واکسن‌های mRNA دارند. مشخص شده است که DNA پلاسمید در حالت غیر یکپارچه تا 6 ماه در عضله باقی می ماند (Ledwith et al. 2000). اگرچه قرار است واکسن‌های DNA و mRNA یک سیستم بیانی برای پروتئین مورد علاقه باشند، اما هیچکدام از نظر ایمنی بی‌اثر نیستند. همچنین، پلاسمیدهای DNA و همچنین mRNA ایمنی ذاتی را تحریک می کنند (Campbell 2017). فناوری واکسن مبتنی بر DNA و mRNA ممکن است کاملاً عمومی نباشد. mRNA به دلیل نوکلئوزیدهای اصلاح شده و فرمولاسیون مورد نیاز برای تحویل، پایداری و لزوم کنترل فعالیت تحریک‌کننده ایمنی درونی mRNA، پیچیده‌تر از DNA پلاسمید است. با این وجود، تولیدی که از تقاضا برای هر محصول سلولی یا حیوانی طفره می رود سود می برد. وعده این است که دستاوردهای بالینی پس از رفع چالش‌های واکسن DNA پلاسمید و mRNA به ویژه با استفاده از فناوری‌های پیشرفته برای پیشگیری و درمان بیماری‌ها امکان‌پذیر خواهد بود (Liu 2019).

شکل 3 فرآیند بیان واکسن DNA کووید{1}} در سلول های ارائه دهنده آنتی ژن (سلول های دندریتیک یا DCs). DNA پلاسمید وارد هسته DC می شود و آنتی ژن ها را در داخل بدن بیان می کند (1) سپس آنتی ژن ها از طریق هر دو مولکول MHC-I و MHC-II به سلول های T (گیرنده های سلول T یا TCRs) ارائه می شوند. ارائه آنتی ژن از طریق مولکول‌های DC CD80/86 و مولکول‌های CD{8}} سلول T CD28 در کنار MHC-I-TCR و همچنین از طریق DC CD40 و CD{13}}سلول T CD40L در کنار فعل و انفعالات MHC-II-TCR (2a، 3 و 4) فعال شدن و تکثیر سلول‌های CD{20}T و انتشار سیتوکین‌ها منجر به پاسخ‌های ایمنی مؤثر مانند فعال‌سازی ماکروفاژها می‌شود (2b) علاوه بر این، فعال شدن CD 4+سلول‌های T به دنبال اتصال به و اثرات سیتوکین‌ها از DCs با فعال‌سازی، تکثیر سلول‌های B و ترشح آنتی‌بادی‌ها مرتبط است (5)

پیشرفت در تحویل واکسن DNA و mRNA

جذب DNA و RNA خارجی توسط سلول های یوکاریوتی در مقایسه با ناقل های ویروسی کارآمد نیست. بسیاری از رویکردهای تحویل فیزیکی برای افزایش ظرفیت جذب سلولی ایجاد شده اند (Mellott et al. 2013). روش‌های فیزیکی انتقال ژن شامل سیستم‌های تحویل انتقال مواد ژنتیکی از طریق روش‌های مکانیکی، از جمله دستگاه‌های EP و پروژکتور است (Gulce-Iz و Saglam-Metiner 2019). دستگاه‌های بیوژکتور از فشار CO2 برای انتقال داروها از طریق تزریق IM (داخل عضلانی)، ID (داخل جلدی)، و همچنین SC (زیر جلدی) بدون نیاز به سوزن (Jorritsma et al. 2016) استفاده می‌کنند که مزایای قابل توجهی نسبت به تزریق سوزنی معمولی، از جمله کاهش درد دارد. اثرات نامطلوب، آلودگی متقاطع سوزن، و آسیب های ناشی از سوزن (ژانگ و همکاران 2015). به طور مرتبط، دو واکسن DNA بر علیه ویروس زیکا در کارآزمایی فاز I ارزیابی شده‌اند که نشان‌دهنده افزایش پاسخ‌های سلولی پس از تجویز بدون سوزن در مقایسه با استفاده از سوزن است (Gaudinski et al. 2018). علاوه بر این، یک پلت فرم تحویل واکسن mRNA علیه هاری با استفاده از یک پروژکتور، پاسخ های آنتی بادی افزایش یافته را نشان داد (Alberer et al. 2017). افزایش کارایی واکسن از طریق تزریق جت را می توان به توزیع گسترده تری از واکسن ها نسبت داد، بنابراین منجر به جذب بالاتر با استفاده از APCها می شود (ویلیامز و همکاران 2000؛ آلبرر و همکاران 2017). در حال حاضر، تزریق‌های ID یا IM و به دنبال آن EP معمولاً برای تحویل واکسن DNA در مطالعات بالینی استفاده می‌شوند (Sardesai and Weiner 2011). EP شامل تشکیل منافذ در سلول های پوست برای افزایش جذب سلولی مواد ژنتیکی با استفاده از پالس های الکتریکی است (Pushparajah et al. 2021). روش IM EP اساساً در سال 1998 (Aihara 1998) برای افزایش نفوذپذیری سلول‌های عضلانی برای تحویل واکسن‌های DNA استفاده شد (Rizzuto و همکاران 1999؛ Dupuis و همکاران 2000؛ Sokołowska و Błachnio-Zabiel). گزارش های متعدد بیان بهتر آنتی ژن و افزایش پاسخ های ایمنی اختصاصی آنتی ژن را در داخل بدن با استفاده از EP نشان داده اند (Yan et al. 2008; Yan et al. 2009). گزارش شده است که یک واکسن DNA HIV، ADVAX، ایمنی زایی را پس از انتقال از طریق EP افزایش داد (Vasan et al. 2011)، در مقایسه با تزریق IM (Vasan et al. 2010). با این وجود، رویکرد EP به دلیل استفاده از ولتاژهای بالا از خطر مرگ سلولی رنج می برد (Gulce-Iz و Saglam-Metiner 2019). رویکردهای جدید تحویل، مانند EP، هنوز برای تحویل واکسن RNA تحت بررسی هستند.

فواید سیستانچ برای مردان - تقویت سیستم ایمنی بدن

کارایی EP برای تحویل واکسن خودتقویت‌کننده مشابه واکسن‌های DNA پلاسمیدی از نظر بیان ژن و پاسخ‌های ایمنی در موش‌ها بوده است (Cu et al. 2013). با این حال، EP اثربخشی تحویل واکسن‌های RNA غیر تکرار شونده سنتی را افزایش نداده است (Johansson et al. 2012)، که احتمالاً اثربخشی آن را در تکرار بردارهای RNA کاهش داده است. بر این اساس، EP و تزریق‌کننده‌های زیستی برای تزریق تزریقی واکسن‌های DNA/RNA COVID{4} مفید هستند. این رویکردها به تولید بیشتر و تحویل نامزدهای واکسن DNA کمک می کنند و نتایج را به طور قابل توجهی بهبود می بخشند (Pushparajah et al. 2021).

مزایا و محدودیت‌های واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک

واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک به‌عنوان روش‌های جدید و امیدوارکننده ایمن‌سازی، بینش‌هایی را درباره توسعه واکسیناسیون ایمن و محافظ ارائه می‌کنند (چوی و چانگ 2013) همانطور که میلیون‌ها نفر در طول همه‌گیری COVID-19 نشان دادند. واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک چرخه‌های توسعه کوتاهی دارند و توزیع سریع در طول یک بیماری همه‌گیر را تسهیل می‌کنند. استفاده از واکسن های DNA نوترکیب نیاز به انتقال موثر وکتور DNA به هسته، رونویسی و سپس ترجمه به آنتی ژن مورد نظر دارد (Leitner et al. 1999). به دلیل دستکاری راحت و تولید کم هزینه، DNA پلاسمید برهنه یک ناقل جذاب برای ارائه آنتی ژن است (ویلیامز 2013). معمولاً یک DNA پلاسمید شامل عناصر ژنتیکی اساسی، از جمله ژن کد کننده آنتی ژن، یک پروموتر، تقویت کننده ها و توالی های پایان رونویسی/پلی دنیلاسیون است (Vogel and Sarver 1995). پلت فرم DNA پلاسمید یک سازه زیست دارویی امیدوارکننده است که در سطوح بالا در سلول های پروکاریوتی ارزان قیمت تکثیر می شود، اگرچه نیاز به خالص سازی دارد (پرازرس و همکاران 1999؛ فریرا و همکاران 2000؛ سوشاک و همکاران 2017). واکسن‌های RNA از مولکول‌های mRNA حاوی RNA آنتی‌ژنی تشکیل شده‌اند که توسط انتهای 3'، poly-A و 5' احاطه شده است و نیازی به رونویسی ندارند. (ژانگ و همکاران 2019). چندین واکسن RNA تحت خود تقویتی قرار می گیرند که به عنوان فناوری جدید در دست توسعه شناخته می شود. بر این اساس، علیرغم احتمال ناپایداری RNA برهنه، مولکول RNA را می توان پس از تحویل در میزبان تکثیر و ترجمه کرد، بنابراین بیان پپتیدهای ایمنی زا افزایش می یابد (Pardi et al. 2018; Zhang et al. 2019; Wadhwa et al. 2020). . mRNA توسط آنزیم های ریبونوکلئاز در همه جا تجزیه می شود (Wadhwa et al. 2020; Xu et al. 2020). افزودن یک دم 3' poly-A و یک کلاهک متیلگوانوزین 5'-7- برای افزایش پایداری و ترجمه mRNA در سیتوزول حیاتی است (Gallie 1991؛ Schlake et al. 2012). استراتژی‌های افزایش جذب و بیان واکسن عمدتاً برای واکسن‌های DNA نسبت به واکسن‌های RNA ارزیابی شده است، زیرا DNA برای رسیدن به هسته نیاز به عبور از دو غشای سلولی دارد. در مقابل، RNA از طریق یک غشای منفرد به سیتوپلاسم نفوذ می کند (Rauch et al. 2018). ساختار DNA پایداری نسبتاً بالاتری دارد. در طی 7 سال، مشخص شد که DNA پلاسمید بدون تفاوت با DNA جدید ارائه شده در دمای 20- درجه، دست نخورده باقی مانده است (Walther et al. 2013; Pushparajah et al. 2021). pH و دمای پایین برای حفظ یکپارچگی DNA برای مدت طولانی حیاتی هستند. برعکس، RNA بسیار حساس به دما است و باید در دمای -70 درجه در محیط بدون آنزیم نگهداری شود تا نیمه عمر آن افزایش یابد (جونز و همکاران 2007).

چالش‌ها در توسعه واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک

به خوبی شناخته شده است که واکسن‌های کووید{0}} باید به اندازه کافی کارآمد و محافظ باشند (گراهام 2020) و مصونیت طولانی‌مدت ایجاد کنند. با این حال، واکسیناسیون سالانه ممکن است بر اساس تجربیات سالانه واکسن آنفولانزا امکان پذیر باشد (راندولف و باریرو 2020؛ ون ریل و دی ویت 2020). توسعه واکسن کووید{5}} حتی با پلتفرم‌های جدید چالش‌هایی را ایجاد می‌کند. علیرغم ایمنی زایی بالا و محافظت واکسن پروتئین اسپایک کروناویروس، وقوع جهش باعث نگرانی و ظهور مجدد ویروس می شود. از این رو، پیش آگهی زمان و مکان ظهور بیماری همراه با پذیرش دقیق توالی پروتئین هدف، مرحله مقدماتی فرآیند توسعه است که نیاز به اجرای مناسب کارآزمایی‌های بالینی دارد (Lurie et al. 2020). چالش اصلی واکسن‌های DNA برانگیختن پاسخ‌های ایمنی نسبتاً پایین‌تری در انسان و حیوانات بزرگ نسبت به سیستم‌های حیوانات کوچک است (گرونوالد و اولبرت 2015؛ سوشاک و همکاران 2017). قابل توجه است که چالش‌های بیشتری در رابطه با واکسن‌های کووید{10}} مانند دوام حفاظتی، اثربخشی در زیرگروه‌های خاص، جلوگیری از انتقال ویروس و پذیرش عمومی باقی مانده است (Pushparajah و همکاران 2021). بیان آنتی ژن تاخیری در واکسن های mRNA خودتقویت شونده ممکن است کارایی این واکسن ها را محدود کند. با این حال، این پلت فرم بازده بالاتری را ارائه می دهد و بنابراین محافظت معادل را در دوزهای بسیار پایین تر ارائه می دهد (Vogel et al. 2018; Strizova et al. 2021).

پیشرفت‌های اخیر در واکسن‌های DNA و mRNA COVID-19

در تولید واکسن علیه کووید{{0}}، مطالعات متعددی بر روی پلتفرم‌های واکسن mRNA متمرکز شده‌اند (Verbeke و همکاران 2021) که منجر به تأیید چندین واکسن (Vitiello و Ferrara 2{{{{ 94}}21) مانند شرکت‌های Moderna و Pfizer/BioNtech. واکسن Moderna شامل کل رمزگذاری mRNA گلیکوپروتئین اسپایک COVID-19 است، در حالی که Pfizer/BioNtech حاوی توالی mRNA RBD است (Brüssow 2020). سطح اثربخشی واکسن‌های Pfizer/BioNTech و Moderna به ترتیب 95% و 94.5% است (راچ و همکاران 2021؛ ویج و همکاران 2021). دمای نگهداری واکسن مدرنا بین 25- تا 15- درجه است، در حالی که دمای واکسن پفزر بین 80- تا 60- درجه است (Meo et al. 2021; Rauch et al. 2021). در مقایسه با واکسن مدرنا، واکسن Pfizer/BioNTech هزینه و عوارض جانبی کمتری دارد (Rauch et al. 2021). واکسن mRNA دیگری علیه کووید{17}} توسط محققان چینی ایجاد شد و از mRNA رمزگذاری کننده RBD مقاوم در برابر حرارت (حداقل یک هفته در دمای 25 درجه) استفاده کرد (Brüssow 2020). در بررسی دیگری، CureVac به‌عنوان پلت‌فرم مهندسی شده mRNA پروتئین S تمام‌قد برای توسعه واکسن کووید{22}} با جایگزین‌هایی در دو باقیمانده پرولین برای بهبود پایداری پروتئین استفاده شده است (راچ و همکاران 2021). روکلانتی دی آلویس و همکاران. (2021) یک واکسن mRNA خود رونویسی و تکثیر شونده برای COVID{26}} با استفاده از پروتئین S تمام قد و یک replicon (de Alwis et al. 2021) با پتانسیل کاربرد به عنوان یک واکسن تک دوز موثر و ایمن ایجاد کرد. برای مبارزه با کووید{30}} (de Alwis et al. 2021). به طور مشابه، یک RNA خودتقویت‌کننده که پروتئین S COVID{33}} محصور شده در یک نانوذره لیپیدی (LNP) را کد می‌کند، استفاده شد و تیترهای بالایی از آنتی‌بادی و پاسخ‌های ایمنی سلولی را مشخص کرد (McKay et al. 2020). برخی از نامزدهای واکسن DNA مانند واکسن‌های مبتنی بر پروتئین S، N و M برای SARS-CoV ساخته شده‌اند. در این میان، واکسن DNA مبتنی بر پروتئین S به طور موثر اثر محافظتی در برابر عفونت COVID{38}} القا کرده است، احتمالاً به دلیل نقش حیاتی پروتئین S در اتصال گیرنده (Zhao et al. 2020). INO{40}} نامزد واکسن DNA کووید{41}} است که پروتئین S COVID{42}} را کد می‌کند (Sarwar et al. 2020; Smith et al. 2020). نتایج پیش بالینی در موش‌ها و خوکچه‌های هندی پاسخ‌های ایمنی هومورال و سلولی را نشان دادند. در مطالعات بالینی فاز اول، دو دوز INO{46}} از طریق مسیر ID، تکمیل شده با EP از طریق CELLECTRA®2000 Inovio Pharmaceutical تزریق شد (Diehl et al. 2013; Amante et al. 2015). یک پاسخ ایمنی کامل بر اساس آنتی بادی و پاسخ های سلولی در 34 نفر از 36 شرکت کننده در کارآزمایی بالینی فاز I آنها توضیح داده شد. ده عارضه جانبی گزارش شده (AEs) بدون هیچ گونه عارضه جانبی جدی (SAEs) مشاهده شد (فاز). یک کارآزمایی بالینی فاز I/II برای ارزیابی ایمنی‌زایی، ایمنی و تحمل‌پذیری INO راه‌اندازی شد (Tebas et al. 2019). INO{54}} شرایط ذخیره سازی مشابهی دارد (اسمیت و همکاران 2020)، امیدوار به توزیع ساده تر واکسن. علاوه بر این، برخی از گروه‌های دیگر واکسن‌های DNA کووید{56}} آزمایشاتی را آغاز کرده‌اند. در ژوئن 2020، مرحله I و IIa کارآزمایی بالینی برای GX-19 استخدام آغاز شد. یک واکسن DNA، AG{59}}COVID-19، تولید شده توسط تلاش‌های مشترک دانشگاه اوزاکا (ژاپن)، تاکارو بیو، و AnGes، استخدام برای آزمایش‌های بالینی فاز I و II در جولای 2020 برای ارزیابی راه‌اندازی شد. ایمنی زایی و ایمنی آن (Speiser and Bachmann 2020). کارآزمایی‌های بالینی فاز I و II برای ارزیابی ایمنی‌زایی و ایمنی سه دوز ZyCoV-D انجام شد (Kumar et al. 2021). این واکسن خوراکی پروتئین اسپایک را در DNA پلاسمید کدگذاری می‌کند، که به صورت دینامیکی در بیفیدوباکتریوم لانگوم زنده، یک باکتری پروبیوتیک روده به خوبی شناخته شده، تقویت می‌شود. مرحله اول کارآزمایی بالینی دیگری برای ارزیابی CORVax12، یک واکسن DNA که پروتئین اسپایک را کد می کند، راه اندازی شد. کارایی CORVax12 الکتروپوره شده به تنهایی یا در ترکیب با پلاسمید دیگری که اینترلوکین 12 را کد می کند (IL{69}}) مورد بررسی قرار گرفت. انواع واکسن‌های mRNA کووید{70}} در حال توسعه هستند و نتایج امیدوارکننده‌ای را ارائه کرده‌اند (لایتنر و همکاران 1999؛ کرایل و همکاران 2001). یک رویکرد متنوع برای توسعه RQ{73}}VLP (کدکننده پروتئین‌های S، E و M) در داخل بدن با استفاده از کوکتل mRNA کارآمد بود. این واکسن mRNA با نوکلئوزیدهای تغییر یافته ادغام شد و سپس در LNP بسته بندی شد و توانایی ایجاد پاسخ های ایمنی سلولی و هومورال قوی در موش ها را آشکار کرد (Le et al. 2020; Lu et al. 2020a). یک واکسن مهندسی شده آرژینیل-گلیسیل-اسپارتیک اسید (RGD) در دو دوز 60 میکروگرم با استفاده از الکتروپوریشن اثرات را در موش‌های BALB/cJ بهبود بخشید (Guo et al. 2021). تزریق IM + جت واکسن DNA در یک دوز واحد (0.2 میلی گرم) می تواند همسترهای سوری را ایمن کند (Brocato et al. 2021). واکسن DNA دیگری با استفاده از پروتئین S که در سه دوز قرار گرفت از ماکاک های رزوس محافظت کرد (Yadav et al. 2021). ادغام RBD با آمینو ترمینال preS1 ویروس هپاتیت B و تزریق IM به مدت سه دوز (هفته 0، 2 و 4) در موش های C57BL/6 پاسخ های ایمنی هومورال و سلولی را برانگیخت (Jeong et al. 2021). علاوه بر این، تزریق داخل رحمی DNA پلاسمید پروتئین S و زیرواحد S1 (پروتئین نوترکیب) در سه دوز در هفته‌های 0، 2 و 8 در ماکاک‌های رزوس، آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده را تحریک کرد (Prompetchara et al. 2021). تزریق IM+EP پروتئین S در سه دوز (هفته‌های 0، 2 و 4) در موش‌های ICR، پاسخ‌های هومورال و سلولی را تحریک کرد (Li et al. 2021). سایر واکسن‌های DNA در آزمایش‌های بالینی شامل پروتئین S در فاز I/II در ژوئن 2022 (NCT04445389، مسیر IM در بزرگسالان 18 تا 50 ساله)، جولای 2021 (NCT04463472، مسیر IM در بزرگسالان 20 تا 60 ساله)، سپتامبر 2021 (NCT04527081، مسیر IM در بزرگسالان 20 تا 65 سال)، و فاز I (NCT04336410، مسیر شناسایی در 18 سال و بالاتر)، فوریه 2022 (NCT04334980، خوراکی در بزرگسالان 18 سال و بالاتر) و 21 ژوئن (20 ژوئن) NCT04591184، مسیر IM در بزرگسالان 18 تا 84 سال). علاوه بر این، واکسن‌های mRNA در آزمایش‌های بالینی شامل واکسن‌های فاز II در نوامبر 2021 (NCT04515147، IM، 18-60 ساله)، فاز II-III در دسامبر 2022 (NCT04368728، IM در بزرگسالان 18 تا 85 سال) و فاز I بود. در ژوئن 2021 (NCT04566276، IM در بزرگسالان 18 تا 75 سال). COVID-eVax یک واکسن مبتنی بر RBD بود که پس از 38 روز پاسخ‌های ایمنی کافی را در موش‌ها، موش‌های صحرایی و موش‌های صحرایی ایجاد کرد (Conforti et al. 2022). دو واکسن DNA (X{141}} و GX{142}}N) که پروتئین‌های اسپایک و نوکلئوکپسید را کد می‌کنند، در آزمایش‌های فاز اول در بین بزرگسالان 19 تا 49 ساله مورد ارزیابی قرار گرفتند و آنتی‌بادی‌های اتصال‌دهنده در دوز دوم واکسیناسیون قابل تشخیص بودند. ایمنی و تحمل این واکسن‌ها تأیید شد، جایی که GX{145}}N سطوح بالاتری از سلول‌های T و پاسخ‌های آنتی‌بادی را القا کرد (Ahn و همکاران 2022). یک واکسن DNA همجوشی با سنبله Xcl1-SARS-CoV-2 نرخ بالاتری از پاسخ‌های آنتی‌بادی و سلول‌های T را در مقایسه با ژن اسپایک حاوی پلاسمید به تنهایی در شرایط in vitro و in vivo ایجاد کرد (Qi et al. 2022). یک واکسن جدید باکولوویروس کووید{153}} دلتا DNA می‌تواند از 100 درصد موش‌ها در برابر کووید{155}} محافظت کند (Jang et al. 2023). یک DNA خطی (linDNA) که SARS-CoV{158}} RBD (Lin-COVIDeVax) را رمزگذاری می‌کند، توانست پاسخ آنتی‌بادی و سلول‌های T را ایجاد کند و ایمنی ایجاد کند و عوارض جانبی نداشته باشد (Conforti et al. 2023). جدول 1 آزمایش‌های بالینی و واکسن‌های تایید شده مبتنی بر اسید نوکلئیک علیه کووید را نشان می‌دهد{163}}. بر اساس داده های به روز شده، 229، 820، 324 نفر در سراسر جهان واکسن کووید{167}} دریافت کرده اند که در میان آنها، واکسن های مربوط به کشورهای آفریقایی کمتر است (https://www.usnews.com/news/coronavirus-and) -vaccine-news، https://www.bloomberg.com/graph ics/covid-vaccine-tracker-global-distribution/). بر این اساس، نرخ واکسیناسیون با شرایط اقتصادی مناطق/مناطق مختلف مرتبط است.

نگرانی‌های ایمنی احتمالی برای واکسن‌های COVID-19

نظارت بر ایمنی در هر واکسن پیشگیرانه یا پیشگیرانه توسعه یافته یکی از جنبه های ضروری است. استفاده از مواد شیمیایی سمی یا کشت سلولی در فرآیندهای تولید واکسن mRNA مورد نیاز نیست، بنابراین به عنوان یک پلت فرم ایمن شناخته می شود. زمان کوتاه تولید همچنین خطر آلودگی توسط میکروارگانیسم ها را کاهش می دهد (وانگ و همکاران 2020). شایع ترین اثرات گزارش شده شامل سردرد، خستگی، و سایر رویدادهای شدید سیستمیک، مانند تب، لرز، درد عضلانی، استفراغ، درد شکم، و گزارش های نادر اسهال است. با این حال، هیچ مرگی در دریافت‌کنندگان واکسن mRNA مشاهده نشده است (Chapin-Bardales et al. 2021; Skowronski and De Serres 2021). برخی از عوارض جانبی سیستمیک، مانند آنافیلاکسی، معمولاً در افراد با سابقه آلرژی گزارش می شود و بین 2.5-11.1 مورد در هر میلیون دوز تخمین زده می شود (Shimabukuro et al. 2021). پاسخ ایمنی قوی در افراد جوان‌تر از دیگران ممکن است منجر به حوادث سیستمیک بالا شود و عوارض جانبی بیشتری به دنبال تزریق دوز دوم واکسن در مقایسه با دوز اول گزارش شود (Male 2021؛ Skowronski and De Serres 2021). علاوه بر این، درد در محل تزریق، قرمزی و تورم به عنوان محلی ترین عوارض جانبی گزارش شده است (Anand and Stahel 2021). بر اساس شواهد کافی از واکسن‌های mRNA تایید شده از جمله Pfizer/BioNTech و Moderna، هیچ خطری برای سقط جنین در بارداری (میزان{12}}%) نشان داده نشده است (Male 2021). قابل توجه است که واکسن های DNA به اندازه کافی ایمن هستند، اما همیشه ایمنی زا نیستند. از این رو پاسخ ایمنی کافی نیاز به دوزهای اضافی دارد. پاسخ ایمنی هومورال در آزمایشات انسانی ثابت نبوده است، در حالی که ایمنی سلولی شایع تر به نظر می رسد. بر این اساس، ایمنی واکسن‌های DNA در میان جمعیت‌های مسن‌تر و جوان‌تر خوش‌حال‌تر است (لجروود و همکاران 2011؛ ​​هاوسر و همکاران 2018؛ کارتر و همکاران 2019). نگرانی های ایمنی به ادغام احتمالی DNA ترانسفکت شده در سلول های زایا و سوماتیک میزبان اشاره دارد. در این موارد، اختلال در تنظیم بیان ژن احتمالاً همراه با جهش های قابل توجه متعدد رخ می دهد. با این وجود، تنها پلاسمیدهای ادغام کروموزومی خارج کروموزومی و ناقص معمولاً در ساخت واکسن DNA استفاده می شوند. علاوه بر این، بیشتر پلاسمیدها در محل تجویز باقی می مانند (Schalk et al. 2006). یک بررسی سیستماتیک و متاآنالیز اخیر نشان داد که واکسن‌های mRNA با عوارض جانبی بالاتری در مقایسه با سایر پلتفرم‌ها همراه هستند (کوهپایه و انصاری 2022). اخیراً، یک مورد نادر از میوزیت مرتبط با واکسن mRNA BNT162b2 در یک زن 34- ساله مشاهده شد (Magen et al. 2022). متیلاسیون DNA و تغییرات اپی ژنتیک مربوطه نیز کارآیی واکسن‌های DNA و mRNA را مختل می‌کند (پانگ و همکاران 2022). قابل توجه است که چندین واکسن تایید شده اسید نوکلئیک (ZyCoV-D، واکسن پلاسمید DNA مورد استفاده داخل پوستی، هند)، BNT162b2 (mRNA، 2 دوز، آلمان)، mRNA{31}} (مدرنا، ایالات متحده، 2 دوز)، ARCoV (WALVAX، چین) و آزمایشات بالینی شامل 302-COVID19 (واکسن پلاسمید DNA، فاز II/III داخل عضلانی، ژاپن)، INO{35}} (پلاسمید DNA، فاز II/III، داخل جلدی، چین)، GX{36 }}N (واکسن DNA، Genexine، فاز II/III)، Covigenix VAX{37}} (واکسن DNA، Entos Pharmaceuticals، فاز I/II، داخل عضلانی)، COVID-eVax (واکسن DNA، فاز I/II، داخل عضلانی ، رم) و bacTRL-Spike (واکسن DNA، فاز I، خوراکی، Symvivo) ساخته شده اند (Sheridan 2021؛ Liu and Ye 2022a). این واکسن‌ها هم ایمنی هومورال و هم ایمنی سلولی را به جز GX{42}}N و AG0302- COVID{44}} تحریک کرده‌اند. برخی از عوارض جانبی واکسن‌های مبتنی بر اسید نوکلئیک کووید{45} عبارتند از درد، لنفادنوپاتی، اریتم، قرمزی، تورم، حالت تهوع، خستگی، آرترالژی، میالژی، تب، ایست قلبی تنفسی، سکته مغزی، واکنش حساسیت مفرط، بیماری کبد الکلی، بیماری زنگی ، آریتمی بطنی حمله ای و مرگ (Norquist و همکاران 2012؛ McNeil and DeStefano 2018؛ Baden et al. 2021؛ Momin et al. 2021؛ Liu and Ye 2022b, 2022a).

فنیل اتانول گلیکوزید جزء فعال اصلی سیستانش دسرتیکولا است

نتیجه

همه‌گیری سریع کووید{0}} نیازی را برای ایجاد واکسن‌های کارآمد برای پیشگیری از این بیماری برآورده نکرده است. اگرچه ایمنی زایی واکسن های DNA در حیوانات قابل قبول است، اعتبار بالینی در انسان تضمین می شود. واکسن های RNA ممکن است ویژگی های ایمنی مناسب و مزایای قابل توجهی را نسبت به واکسن های DNA ارائه دهند. مشکلات مربوط به ماهیت ناپایدار RNA با استفاده از روش‌ها و فرمول‌های ذخیره‌سازی مناسب برای توقف تخریب آن برطرف شده است. ایمنی واکسن نیز مهم است و برای کارایی بیشتر نمی توان آن را به خطر انداخت. واکسن های تایید شده مبتنی بر اسید نوکلئیک برای کنترل شیوع کووید-19 وجود دارد. پیگیری شرکت کنندگان باید ادامه یابد. نیاز به یادگیری در مورد عوارض جانبی واکسن کووید{5}} مبتنی بر اسید نوکلئیک وجود دارد. علاوه بر این، ارزیابی مجدد واکسن و توسعه واکسن‌های چند ظرفیتی یا استراتژی‌های پان کروناویروس با توجه به ظهور مجدد گونه‌های نگران‌کننده جدید، امیدوارکننده است.

جدول 1 آزمایش‌های بالینی و واکسن‌های تأیید شده کووید-19 و ویژگی‌های آنها

منابع

Abdelmageed MI et al (2020) طراحی یک واکسن پپتیدی مبتنی بر چند اپی توپ علیه پروتئین E کووید انسانی انسانی-19: یک رویکرد انفورماتیک ایمنی. Int J Biomed Clin Anal. https://doi.org/ 10.1155/2020/2683286

Abera G، Berhanu G، Tekewe A (2012) Ribozymes: آنزیم های اسید نوکلئیک با کاربردهای دارویی بالقوه: یک بررسی. فارماکوفور 3:164-178

Ahn JY et al (2022) ایمنی و ایمنی زایی دو واکسن DNA نوترکیب COVID{1}} حاوی مناطق کد کننده سنبله یا اسپایک و پروتئین های نوکلئوکپسید: تجزیه و تحلیل موقت از دو کارآزمایی با برچسب باز، غیر تصادفی، فاز 1 در بزرگسالان سالم Lancet Microbe 3:e173-e183. https://doi.org/10.1016/ S{10}}(21){12}}X

Aihara H (1998) انتقال ژن Miyazaki J. به عضله توسط جیره الکتروپو در داخل بدن. Nat Biotechnol 16:867–870. https://doi.org/10. 1038/nbt0998-867

Alberer M et al (2017) ایمنی و ایمنی زایی واکسن mRNA هاری در بزرگسالان سالم: یک کارآزمایی بالینی با برچسب باز، غیرتصادفی، آینده نگر، مرحله اول در انسان. The Lancet 390:1511-1520.https://doi.org/10.1016/s0140-6736(17)31665-3

آمانته دی اچ و همکاران (2015) الگوهای ترانسفکشن پوست و سینتیک های بیان تحویل پلاسمید تقویت شده با الکتروپوراسیون با استفاده از CELLECTRA{2}}، یک دستگاه الکتروپوراژ پوستی قابل حمل نسل بعدی. روش های ژن درمانی انسانی 26:134-146. https://doi.org/10.1089/hgtb.2015.020

Anand P، Stahel VP (2021) ایمنی واکسن‌های mRNA کووید{1}} را مرور کنید: یک بررسی. بیمار Saf Surg 15:20. https://doi.org/10.1186/ s13037-021-00291-9

Baden LR et al (2021) کارایی و ایمنی واکسن mRNA-1273 SARS CoV-2. N Engl J Med 384:403-416. https://doi.org/10. 1056/NEJMoa2035389

Becker PD، Noerder M، Guzmán CA (2008) ایمن سازی ژنتیکی: باکتری ها به عنوان وسایل نقلیه تحویل واکسن DNA. Hum Vaccin 4:189-202.https://doi.org/10.4161/hv.4.3.6314

Borah P et al (2021) Perspectives on RNA کاندیداهای واکسن برای COVID{1}}. جلوی مول بیوسی. https://doi.org/10.3389/fmolb. 2021.635245

Brocato RL et al (2021) اثر حفاظتی واکسن DNA SARS-CoV-2 در همسترهای سوری نوع وحشی و سرکوب شده سیستم ایمنی. واکسن های Npj 6:1-7.https://doi.org/10.1038/s41541-020-00279-z

Brüssow H (2020) تلاش برای واکسن کووید-19. Environ Microbiol 22:4071-4084. https://doi.org/10.1111/1462-2920. 15225

Buchholz UJ و همکاران (2004) سهم پروتئین های ساختاری سندرم حاد تنفسی شدید کروناویروس در ایمنی محافظتی. Proc Natl Acad Sci 101:9804-9809. https://doi.org/ 10.1073/pnas.0403492101

Campbell JD (2017) توسعه کمکی CpG 1018: مطالعه موردی. واکسن ادجوو. https://doi.org/10.1007/ 978-1-4939-6445-1-2

کارتر سی و همکاران (2019) ایمنی و ایمنی زایی واکسن فصلی آنفولانزای فصلی هماگلوتینین DNA و به دنبال آن واکسن غیرفعال سه ظرفیتی که به صورت داخل پوستی یا داخل عضلانی در بزرگسالان سالم تجویز می شود: یک کارآزمایی بالینی تصادفی شده با برچسب باز فاز 1. PLoS One 14:e0222178. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0222178

Chapin-Bardales J, Gee J, Myers T (2021) واکنش‌زایی پس از دریافت واکسن‌های COVID{3}} مبتنی بر mRNA. جاما. https://doi. org/10.1001/jama.2021.5374

تحقیقات واکسن چن ی، چنگ ال، لیان آر، سونگ زی، تیان جی (2021) کووید-19 بر ایمنی، اثربخشی، ایمنی انفورماتیک، و تولید و تحویل واکسن متمرکز است: تجزیه و تحلیل کتاب‌سنجی بر اساس VOSviewer. Biosci Trends. https://doi.org/10.5582/bst.2021. 01061

Choi Y, Chang J (2013) ناقل های ویروسی برای کاربردهای واکسن. Clin Exp Vaccine Res 2:97.https://doi.org/10.7774/cevr.2013.2.2.97

Chowdhury MA, Hossain N, Kashem MA, Shahid MA, Alam A (2020) پاسخ ایمنی در COVID{1}}: یک بررسی. J بهداشت عمومی را آلوده کنید. https://doi.org/10.1016/j.jiph.2020.07.001

Coban C، Kobiyama K، Jounai N، Tozuka M، Ishii KJ (2013) واکسن‌های DNA: یک ماده حساس DNA ساده؟ Hum Vaccin Immunother 9:2216-2221.https://doi.org/10.4161/hv.25893

Conforti A et al (2022) COVID-eVax، یک نامزد واکسن DNA الکتروپوره شده که SARS-CoV-2 RBD را رمزگذاری می‌کند، پاسخ‌های محافظتی را در مدل‌های حیوانی ایجاد می‌کند. مول تر 30:311-326. https://doi. org/10.1016/j.ymthe.2021.09.011

Conforti A، Sanchez E، Salvatori E، Lione L، Compagnone M، Pinto E et al (2023) یک نامزد واکسن DNA خطی که دامنه اتصال گیرنده SARS CoV{1}} را کد می کند، پاسخ ایمنی قوی و آنتی بادی های خنثی کننده را در گربه های خانگی ایجاد می کند. Mol Ther-Metho Clinic Dev 28:238-248. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2022. 12.015

Croyle M, Cheng X, Wilson J (2001) توسعه فرمول هایی که ثبات فیزیکی ناقل های ویروسی را برای ژن درمانی افزایش می دهد. Gene Ther 8:1281-1290.https://doi.org/10.1038/sj.gt.3301527

Cu Y و همکاران (2013) تحویل و قدرت واکسن‌های mRNA خودتقویت‌شونده با الکتروپوریشن در محل را افزایش دادند. واکسن ها 1:367-383. https://doi.org/10.3390/vaccines1030367