ما هي لقاحات الحمض النووي
تعتبر لقاحات الحمض النووي، المعروفة أيضا بلقاحات الـ DNA، من الجيل الثالث للقاحات. تتكون هذه اللقاحات من قطع دائرية صغيرة من الحمض النووي البكتيري والبلازميدات. وتتم هندسة هذه البلازميدات وراثيا لتوفير مستضدات محددة من العامل الممرض. يتم حقن الحمض النووي في خلايا الجسم، حيث تفسر الخلية المضيفة الحمض النووي وتستخدمه لتخليق وتشكيل بروتينات العامل الممرض. ثم تقوم بتشغيل الاستجابة المناعية عندما تتعرف على هذه البروتينات التي تشكلت، والتي تعتبر من قبل جهاز المناعة كأنها غريبة. فتعتبر هذه البروتينات عن طريق الاستجابة المناعية على أنها غريبة على جهاز المناعة .
إن بعض لقاحات الدنا طُورت عن طريق تجارب العلاج الجيني التي كانت تجارب فاشلة، فمثلاً إن التجربة الأولى التي عرضت للاستجابة المناعية التي نتجت من البلازميد عندما تم حقنه بالفئران والذي يعتبر بدوره هو المسؤول عن اهرمون النمو البشري ولكن بعد الحقن كانت نتائج هذه التجربة إلى إنتاج الأجسام المضادة بدلاً من أن يظهر تغير في النمو.
إيجابيات لقاحات الحمض النووي
– تتمتع اللقاحات التي تستخدم الحمض النووي بالعديد من المزايا والإيجابيات مقارنةً باللقاحات التقليدية، بما في ذلك قدرتها على تحفيز نطاق واسع من الأنواع المختلفة للاستجابة المناعية، ومن بين هذه المزايا أيضًا:
- تعمل هذه اللقاحات كوسيلة حماية عند تحفيز استجابة الجهاز المناعي لمهاجمة الأمراض المعدية عندما تدخل إلى الجسم، قبل أن تصيب الخلايا، وبالتالي تعمل كلقاح وقائي.
- فهي تحفز استجابة الخلايا المناعية المتخصصة التي تهاجم الخلايا السرطانية المستهدفة أو الخلايا المصابة بالفيروسات أو البكتيريا.
- يستخدم كعلاج للعديد من الأمراض المختلفة.
- تتم معالجة الأمراض المعدية المزمنة مثل فيروس نقص المناعة البشرية ومرض التهاب الكبد الوبائي.
- تقنية لقاح الحمض النووي توفر فرصة لتصميم لقاحات جديدة، وتستخدم في إنتاج لقاحات متعددة المستضدات المتطورة التي تعتمد علىالجينات والمستضدات المحفوظة في سلالات مسببات الأمراض المتطورة، بالإضافة إلى إمكانية صنع لقاحات متطورة أخرى باستخدام هذه التقنية.
- يمكن تصميم تسلسل الحمض النووي لسلالات مختلفة من فيروسات مثل الإنفلونزا، حيث يمكن لمستضد واحد أن يوفر الحماية ضد أي سلالة فيروسية أصلية.
سلبيات لقاحات الحمض النووي
على الرغم من وجود مزايا وإيجابيات للقاحات الحمض النووي، إلا أنها تحتوي على بعض المساوئ التي يتخوف منها الباحثون وتثير قلقهم، ومن بين هذه السلبيات:
- يشعر الباحثون بالقلق إزاء إمكانية دمج الحمض النووي المتسرب داخل إحدى الكروموسومات البشرية داخل الخلية، فقد يؤديذلك في حالات معينة إلى الإصابة بالسرطان.
- أن يقتصر لقاح الحمض النووي على البروتينات المناعية فقط.
- الخوف من تأثيره على الجينات التي تتحكم في نمو الخلايا.
- من الممكن تحفيز إنتاج الأجسام المضادة ضد الحمض النووي.
- يمكن أن يحمل اللقاح النووي المستضد البروتين المنتج.
- يمكن التعامل مع البروتينات البكتيرية والطفيلية بطرق غير نمطية لعلاجها.
كيفية تصنيع لقاحات الحمض النووي
إن من خلال التحسينات المستمرة في تقنية الحمض النووي فإن التسلسلات الرئيسية المحفوظة تكون واضحة بشكل جيد والتي يمكن أن يتم نسخها ومن ثم ترجمتها إلى مستضدات واكتشافات أو هندسة التسلسلات التي تُستخدم للحماية، ويمكن إنتاج كود الحمض النووي بكميات كبيرة ويتم ذلك عن طريق تقنية إعادة الارتباط بالحمض النووي، وإن هذه الرموز يتم تسليمها بشكل مباشر بالإضافة إلى معالجتها وعرضها لاحقاً عن طريق ناقلات APCs، ويكون هذا من أجل أن يتم تحويل المصلي النهائي بواسطة آلة النسخ والترجمة الخاصة بالمريض، بالإضافة إلى هذا يتم إنتاج الببتيدات أو البروتينات أو حتى الوحدات الفرعية وبكميات كبيرة في الخلايا ويتم ذلك عن طريق تقنية إعادة اتحاد الحمض النووي لتصنيع لقاح الدنا.
المواد المساعدة الجزيئية للقاحات DNA
تم إثبات أن الارتباطات المناعية لمستقبلات TLRs، وخاصة TLR-3 وTLR-9، تساعد في تحسين الاستجابة المناعية، وتؤدي أيضا إلى ظهور سيتوكينات مثل إنترلوكين (IL) -2 و IL-12 و IL-15 والتي تشفر في البلازما، وتزيد من الحصانة، ويمكن أن تشفر أيضا جزيئات إشارات المناعة مثل TRIF و HMGB1 عن طريق البلازما، وقد تم استخدامها بنجاح كمساعدات للقاحات الحمض النووي. وتم إثبات أيضا أن الجينات مثل PD-ligand 1، التي تعرف بمقاومتها للقاحات الحمض النووي، تعتبر أيضا مواد مساعدة فعالة للقاحات DN باستخدام shRNA أو siRNA.
ما سبب الاهتمام بلقاحات الحمض النووي
نجد أن الأمراض المعدية تشكل مشكلة عالمية حيث أن الوقاية من هذه الأمراض هي من أولويات الصحة العامة وهذا هو السبب الأساسي في الاهتمام بلقاحات الحمض النووي، حيث أن الهدف الأساسي للتقدم في أبحاث اللقاحات تعتمد في تطوير لقاحات جديدة وعلى تحسين قهم علم الأمراض الجزيئي للأمراض البشرية والاستجابة المناعية في الثدييات، حيث أن تلقيح الحمض النووي تعد تقنية جديدة نسبياً حيث أنها تستخدم الحمض النووي الذي يكون معدل وراثياً لإنتاج استجابة مناعية.
واحدة من الاستراتيجيات المهمة في لقاحات الحمض النووي هي استخدام بلازميدات الحمض النووي التي تحتوي على مستضدات مشفرة. يمكن للبلازميد المشفر للحمض النووي المستضد أن يحفز الاستجابة المناعية الخلطية والخلوية ضد البكتيريا والفيروسات والطفيليات المسببة للأمراض. تم تصميم العديد من المحفزات والمعززات والعناصر الأخرى لزيادة تعبير البروتين المشفر في الجسم البشري.
لقاح الحمض النووي والملاريا
الملاريا هي سبب رئيسي للوفيات والمرض، وتعرض نحو نصف سكان العالم لخطر الإصابة بها. يدعم المعهد الوطني للصحة في الولايات المتحدة عشرة مراكز دولية متميزة تقوم بأبحاث حول الملاريا في جميع أنحاء العالم. تمتلك الهند أكثر من ثلاثة ملايين كيلومتر مربع من الأراضي التي تعتبر مواطنا مناسبة تماما لتكاثر البعوض وانتشار طفيليات الملاريا. لذلك، تم تطوير استراتيجيات مختلفة لمنع هذا العبء وانتشاره، وتهدف هذه الاستراتيجيات إلى التشخيص والعلاج بالإضافة إلى مكافحة ناقلي الأمراض.
إن لقاح الحمض النووي يعد أحد الأساليب الجديدة لتطوير لقاحات الجيل الجديد ضد الملاريا. لقد أظهرت الدراسات أن لقاحات الحمض النووي المغلفة قد تظهر مناعة قوية، وتحافظ على مستويات وقائية من النوعي للمستضد ونسبة مرتفعة من خلايا CD4 + و CD8 + T ومستويات INF-γ و IL-12 في المصل، بالإضافة إلى خلايا الطحال المستزرعة. تم وصف نظام فعال لتوصيل اللقاح ضد الملاريا، ويعتمد على الحمض النووي والمغلف بواسطة NP، والذي يوفر الحماية ضد عدوى Plasmodium yoelii القاتلة في نماذج الفئران عن طريق طرق تطعيم مختلفة. تم أيضا تغيير خلايا المضيف المبرمجة للخلايا المضيفة. يعتقد بعض الباحثين أن هناك لقاحا ضد الملاريا يستهدف مرحلة كرات الدم الحمراء للطفيلي، وذلك عن طريق تقليل كثافة الطفيل والتحكم في تطور وشدة المرض.