ДНК-вакцины

В настоящее время интенсивно разрабатываются вакцины из плазмидных ДНК, кодирующих протективные антигены возбудителей инфекционных болезней. Такая ДНК, введенная животному, проникает в ядро клетки, длительное время существует вне хромосом без репликации, транскрибируется и экспрессирует соответствующие антигены, вызывающие в организме привитого формирование иммунитета. ДНК-вакцины сохраняются в организме 3-4 недели. За это время ДНК-вакцина индуцирует Т- и В-клеточный иммунитет, однако многие механизмы развития иммунного ответа на ДНК-вакцины остаются не изученными.

Наиболее распространенным способом введения ДНК-вакцины является внутримышечный, поэтому считается, что ДНК-вакцина проникает в мышечную клетку. Вместе с тем, мышечная клетка слабо экспрессирует продукты генов ГКГ классов I и II, которые необходимы для представления антигена Т-клеткам. Выйдя из мышечной клетки, антиген должен найти вспомогательные клетки (макрофаги, дендритные клетки и др.), которые обладают сильной антиген-презентирующей способностью.

Вероятно, ДНК-вакцина может проникать непосредственно в макрофаг или дендритную клетку, в которых существуют хорошие условия для образования комплексов антигена с продуктами генов ГКГ и представления этих комплексов Т-хелперам и цитотоксическим Т-лимфоцитам. Этот процесс может происходить в участке инъекции ДНК-вакцины и в регионарных лимфатических узлах и других лимфоидных органах, куда антиген поступает быстро после его внутримышечного введения.

Для приготовления ДНК-вакцины можно использовать смесь ДНК, которая обеспечивает образование разных антигенов против одной или (теоретически) против нескольких инфекций.

ДНК-вакцины могут быть получены в большом количестве, они стабильны и лишены инфекционных агентов. Перспективным направлением является разработка многокомпонентных вакцин, содержащих две или несколько плазмидных форм, которые кодируют разные антигены, цитокины или другие биологически активные молекулы.

При иммунизации людей обычной рекомбинантной вакциной против гепатита В у определенной части вакцинированных не образуются циркулирующие антитела даже после повторной вакцинации. ДНК-вакцина против гепатита В, введенная в липосомах или в смеси с интерлейкином-2, способна преодолеть такую рефракторность у вакцинированных. Известно также, что вакцины, особенно живые вакцины, вызывают у новорожденных слабый иммунный ответ в связи с присутствием у них материнских антител. В опытах на новорожденных шимпанзе и мышах показано, что ДНК-вакцины способны индуцировать клеточный иммунитет на фоне материнских антител или антител, введенных извне.

На животных изучены вакцины из ДНК вирусов приобретенного иммунодефицита человека, гриппа, бешенства, лимфоцитарного хориоменингита, гепатитов В и С, простого герпеса, папилломатоза, а также возбудителей малярии, лейшманиоза, туберкулеза. На стадии клинических испытаний находится ДНК-вакцина против малярии, ВИЧ-инфекции, гриппа, гепатита В.

В соответствии с рекомендациями ВОЗ по созданию и контролю ДНК-вакцин (1997) необходимо тщательно отработать процедуру получения и очистки плазмидной ДНК. Особое внимание должно быть уделено примесям РНК, хромосомной ДНК и примесям бактерийного происхождения. Должны быть представлены: характеристика плазмидной ДНК, описание источника ее получения, нук-леотидная последовательность гена, кодирующего антиген. В конечном продукте должны быть установлены лимиты концентрации денатурированных и деградированных ДНК. Для установления таких лимитов используют метод иммунобло-та и другие чувствительные физико-химические и иммунологические методы с применением высоко аффинных антител против антигенных компонентов.

Проблемы безопасности при разработке вакцин из плазмидной ДНК являются наиболее важными.

• Прежде всего следует исключить онкогенную опасность. Еще недостаточно изучено, может ли вводимая ДНК встраиваться в геном клетки человека и вызывать мутагенный эффект.
• Длительная экспрессия антигена может вызывать иммунопатологические реакции. Образование антигена в организме может продолжаться более месяца. Это может привести к развитию различных форм иммуно-супрессии и других патологических явлений.
• Использование генов, кодирующих цитокины или другие костимулирующие молекулы, представляет собой определенный риск. Назначением таких медиаторов, образующихся in situ благодаря введению дополнительных плазмидных ДНК, является усиление иммунного ответа к ДНК- вакцине. Вместе с тем, некоторые цитокины в высоких концентрациях могут вызывать различные формы патологии. Например, интенсивное образование про воспалительных цитокинов может спровоцировать длительный воспалительный процесс.
• Чужеродная ДНК может вызывать образование анти-ДНК-антител, которые в силу перекрестных свойств способны индуцировать различные формы аутоагрессии и иммунопатологии.
• Сам экспрессированный антиген может обладать побочным биологическим действием.

В доклинических испытаниях при введении ДНК-вакцины животным необходимо изучить распределение плазмидной ДНК, длительность ее присутствия в организме и степень риска интеграции ДНК в геном клетки. В исследованиях на животных и людях следует выяснить возможность образования анти-ДНК-антител и антител к примесям вакцины.

Контроль ДНК-вакцины на производстве должен осуществляться на 3-х уровнях: входной контроль сырья, контроль продукции на разных этапах производства и контроль конечного продукта. Не все методы, применяемые для контроля образцов ДНК-вакцин при их разработке, должны использоваться для контроля серий вакцин. Обязательными являются контроль на идентичность, степень очистки, активность, стерильность, пирогенность. При установленной корреляции результатов контроля вакцины in vivo и in vitro могут применяться методы in vitro, при этом необходимо использовать соответствующие референс-препараты.

Вакцины можно получать не только из ДНК, но и из РНК. Такие вакцины более безопасны в отношении бластогенного эффекта, однако они нестабильны и вызывают кратковременный иммунитет. Производство РНК-вакцины более трудоемкое.