استفاده از نانو ذرات برای تولید واکسن‌های قوی‌

استفاده از نانو ذرات برای تولید واکسن‌های قوی‌ از جمله موضوعاتی است که محققان در تحقیقات اخیر خود به آن‌ها پرداخته‌اند. محققان نانو ذره جدیدی را طراحی کردند که از سایر نانو ذرات شناخته شده، قوی تر است. مطالعات بر روی موش ها نشان داد تولید آنتی بادی پس از واکسیناسیون علیه HIV، به بهبودی بیماری های دیفتری و آنفولانزا کمک می کند.

حالا داستان چیه؟

یک استراتژی رایج برای قوی ‌تر کردن واکسن‌ ها، همراه کردن واکسن با یک ترکیب کمکی است. تزریق واکسن به همراه این ترکیب کمکی، سیستم ایمنی را برای ایجاد پاسخ قوی ‌تر تحریک می ‌کند. محققان MIT و موسسه لاجولا، نانو ذرات کمکی جدیدی را طراحی کردند که ممکن است قوی ‌تر از سایر ادجوانت ‌های شناخته شده باشند.
دکتر ایروین و دکتر شین کروتی، استادان مرکز تحقیقات واکسن و بیماری ‌های عفونی، در موسسه ایمونولوژی لاجولا و نویسندگان ارشد این مطالعه هستند. این مقاله در مجله ی Science Immunology منتشر شد. نویسندگان اصلی مقاله، موریلو سیلوا، فوق دکترای سابق MIT و یو کاتو، دانشمند و محقق موسسه لاجولا هستند.

تولید واکسن های قوی‌تر

با توجه به افزایش اثر بخشی واکسن ها با استفاده ی ادجوانت ها، تنها تعداد انگشت شماری از ترکیب های کمکی مورد تایید FDA است. یکی از این ترکیبات کمکی، هیدروکسید آلومینیوم است که باعث التهاب می شود. ترکیب کمکی دیگر، امولسیون روغن و آب است که در واکسن آنفولانزا استفاده می شود. چند سال پیش، FDA یک مکمل بر پایه ساپونین را تایید کرد. این ماده ترکیبی از پوست درخت صابون شیلیایی است.
ساپونین فرموله شده در لیپوزوم ها، اکنون به عنوان یک ترکیب کمکی در واکسن زونا استفاده می شود. ساپونین ها همچنین در نانو ذرات ایمنی تحریک کننده (ISCOM) در مرحله ی آزمایش های بالینی واکسن کووید-19 استفاده می شوند.

چگونگی انجام تحقیقات

محققان نشان دادند که ساپونین ‌ها پاسخ‌ های ایمنی التهابی را تقویت می ‌کنند و تولید آنتی‌ بادی را تحریک می ‌کنند. اما نحوه انجام آن‌ ها مشخص نیست. محققان می خواستند بدانند که این ادجوانت چگونه اثرات خود را اعمال می کند و آیا می توانند آن را قوی تر کنند یا خیر.
آن ها نوع جدیدی از ادجوانت ها را طراحی کردند که شبیه به ادجوانت ISCOM است. اما مولکولی به نام MPLA را نیز در خود جای داده است که یک گیرنده آگونیست است. وقتی این مولکول ‌ها به گیرنده‌ های سلول‌ های ایمنی متصل می‌ شوند، باعث التهاب می ‌شوند. محققان ادجوانت جدید خود را SMNP (نانو ذرات ساپونین/MPLA) می نامند. ساپونین و گیرنده ی آگونیست هر دو ادجوانت هایی هستند که به طور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفتند و نشان دادند که بسیار موثر هستند.
محققان این ادجوانت را با تزریق به موش، همراه با چند آنتی ژن مختلف یا قطعاتی از پروتئین های ویروسی آزمایش کردند. این ها شامل دو آنتی ژن HIV و همچنین آنتی ژن های دیفتری و آنفولانزا بود. آن ها این ادجوانت را با چندین ادجوانت دیگر مقایسه کردند. سپس دریافتند که نانو ذره جدید مبتنی بر ساپونین پاسخ آنتی بادی قوی تری نسبت به سایرین ایجاد می کند.

آزمایش نانو ذرات

یکی از آنتی ژن های HIV که آن ها استفاده کردند، یک نانو ذره پروتئین پوششی HIV است. این نانو ذره نسخه های زیادی از آنتی ژن gp120 موجود در سطح ویروس HIV را ارائه می دهد. این آنتی ژن اخیراً آزمایش اولیه را در آزمایشات بالینی فاز 1 تکمیل کرد. ایروین و کروتی بخشی از کنسرسیوم توسعه واکسن HIV/AIDS در موسسه تحقیقاتی اسکریپس هستند که آن آزمایش را انجام دادند. محققان اکنون امیدوارند راهی برای تولید ادجوانت جدید در مقیاس بزرگ ایجاد کنند. تا بتوانند آن را همراه با یک تریمر پاکتی HIV در آزمایش بالینی دیگری که سال آینده آغاز می‌شود، آزمایش کنند. کار آزمایی ‌های بالینی که تریمر های پاکتی را با هیدروکسید آلومینیوم کمکی سنتی واکسن ترکیب می‌کنند نیز در حال انجام است.
ایروین می‌گوید: «هیدروکسید آلومینیوم بی‌خطر است؛ اما خیلی قوی نیست. بنابراین امیدواریم که ادجوانت جدید جایگزین جالبی برای برانگیختن پاسخ‌ های آنتی ‌بادی خنثی‌ کننده در افراد باشد.

نتایج این تحقیقات

وقتی واکسن‌ها به بازو تزریق می‌شوند، از طریق عروق لنفاوی به غدد لنفاوی می‌روند. سپس در آنجا با سلول‌ های B مواجه می‌شوند و آن ‌ها را فعال می ‌کنند. تیم تحقیقاتی دریافتند که ادجوانت جدید، باعث تسریع جریان لنفاوی به گره‌ ها می شود. همچنین به آنتی‌ ژن کمک می‌ کند تا قبل از شروع تجزیه به آنجا برسد. این کار را با تحریک سلول‌ های ایمنی به نام ماست سل‌ها انجام می ‌دهد که قبلاً نقش آن ها در پاسخ‌های واکسن مشخص نبود.
ایروین میگوید: «جریان سریع به غدد لنفاوی مفید است؛ زیرا هنگامی که آنتی ژن تزریق می شود، به آرامی شروع به شکستن می کند. هر چه سلول B زودتر بتواند آن آنتی ژن را ببیند، احتمال دست نخورده بودن آن بیشتر می شود. به طوری که سلول های B ساختار را هدف قرار می دهند؛ زیرا در ویروس بومی وجود خواهد داشت.»
هنگامی که واکسن به غدد لنفاوی می رسد، ادجوانت باعث از بین رفتن لایه ای از سلول های مانع به نام ماکروفاژها می شود. و بنابراین ورود آنتی ژن به گره ها را آسان تر می کند.

تقویت پاسخ های ایمنی با کمک ادجوانت ها

راه دیگری که ادجوانت به تقویت پاسخ ‌های ایمنی کمک می‌کند، فعال کردن سیتوکین‌ های التهابی است که پاسخ قوی ‌تری را ایجاد می‌ کنند. آگونیست TLR که محققان در ادجوانت گنجاندند، پاسخ سیتوکین را تقویت می کند؛ اما مکانیسم دقیق آن هنوز شناخته نشده است.
این نوع کمکی همچنین می تواند برای هر نوع واکسن زیر واحد دیگری که از قطعات پروتئین های ویروسی تشکیل شده، مفید باشد. محققان علاوه بر کار واکسن های HIV، در آزمایشگاه جی کریستوفر لاو در مؤسسه کخ، روی یک واکسن احتمالی کووید-19 نیز کار می کنند. همچنین به نظر می‌رسد که این مکمل جدید به تحریک فعالیت سلول‌های T کمک می‌کند. این مکمل جدید می ‌تواند به عنوان جزئی از واکسن‌ های سرطان با هدف تحریک سلول‌های T بدن برای حمله به تومورها، مفید باشد.

نیم نگاهی به کتاب نکات اضافه شده ی رویت 2021 و ابوالعباس 2022

با گسترش ویروس کرونا و بحث واکسن ها، توجه و علاقه دانشجویان به گرایش ارشد ایمونولوژی بسیار افزایش یافت. اگر شما هم داوطلب کنکور ایمونولوژی هستید احتمالا دچار نگرانی بابت نکات جدید ویرایش های تازه منتشر شده رفرنس های این درس شده اید. به همین سبب، دپارتمان ایمونولوژی و پاتولوژی باشگاه علمی آسو با مدیریت استاد صفدریان عزیز، متولی ترجمه، تالیف و جمع آوری کتاب “نکات اضافه شده‌ی رویت ۲۰۲۱ و ابوالعباس ۲۰۲۲” شد که در آن به بررسی نکات جدید این دو رفرنس بپردازد. با مطالعه این کتاب دیگر نگرانی ای بابت نکات جدید نخواهید داشت و به راحتی میتوانید برای تمامی مطالب ایمونولوژی زمان خود را مدیریت کنید. برای مطالعه کتاب اینجا کلیک کنید.

منبع:

• Materials provided by Massachusetts Institute of Technology. Original written by Anne Trafton. Note: Content may be edited for style and length.Murillo Silva, Yu Kato, Mariane B. Melo, Ivy Phung, Brian L. Freeman, Zhongming Li, Kangsan Roh, Jan W. Van Wijnbergen, Hannah Watkins, Chiamaka A. Enemuo, Brittany L. Hartwell, Jason Y. H. Chang, Shuhao Xiao, Kristen A. Rodrigues, Kimberly M. Cirelli, Na Li, Sonya Haupt, Aereas Aung, Benjamin Cossette, Wuhbet Abraham, Swati Kataria, Raiza Bastidas, Jinal Bhiman, Caitlyn Linde, Nathaniel I. Bloom, Bettina Groschel, Erik Georgeson, Nicole Phelps, Ayush Thomas, Julia Bals, Diane G. Carnathan, Daniel Lingwood, Dennis R. Burton, Galit Alter, Timothy P. Padera, Angela M. Belcher, William R. Schief, Guido Silvestri, Ruth M. Ruprecht, Shane Crotty, Darrell J. Irvine. A particulate saponin/TLR agonist vaccine adjuvant alters lymph flow and modulates adaptive immunity. Science Immunology, 2021; 6 (66) DOI: 10.1126/sciimmunol.abf1152

مترجم: مریم حیدری | ویراستار: نفیسه مظفری