The Emerging Role of DNA Vaccines

How DNA Vaccines Work

Immunzing the host with a piece of viral DNA rather than an antigenic protein fragment of the virus, helps to stimulate the generation of cell-mediated immunity (Fig. 2). Szczepionki DNA zawierają nukleotydy kodujące antygenową część wirusa, taką jak region rdzenia wirusa lub region otoczki. DNA jest pobierany do komórki gospodarza, ulega translacji, a produkt białkowy ulega ekspresji. Białko wirusowe jest wytwarzane wewnątrzkomórkowo, a białko jest przetwarzane przez endogenny szlak MHC klasy I.

Szczepionki DNA. Szczepionki DNA sprzyjają komórkowej odpowiedzi immunologicznej. Szczepionki zawierające wektor plazmidowy DNA niosą informację genetyczną kodującą antygen, umożliwiając wytworzenie antygenu wewnątrz komórki gospodarza, co prowadzi do odpowiedzi immunologicznej ukierunkowanej na komórkę poprzez szlak MHC I. Szczepionka plazmidowa DNA (powyżej) niesie kod genetyczny dla fragmentu antygenu patogenu lub nowotworu. Wektor plazmidowy jest pobierany do komórek i transkrybowany w jądrze (1). Jednosieciowy mRNA (2) jest tłumaczony na białko w cytoplazmie. Pochodzący ze szczepionki DNA antygen białkowy (3) jest następnie degradowany przez proteosomy do wewnątrzkomórkowych peptydów (4). Pochodzący ze szczepionki peptyd wiąże się z cząsteczkami MHC klasy I (5). Kompleksy antygen peptydowy/MHC I są prezentowane na powierzchni komórek (6), wiążąc cytotoksyczne limfocyty CD 8+ i indukując komórkową odpowiedź immunologiczną. Ponieważ szczepionki DNA generują komórkową odpowiedź immunologiczną, jest nadzieja, że będą one skuteczne przeciwko niektórym trudnym wirusom, nawet jeśli standardowe szczepionki nie zadziałały.

Bardziej szczegółowo, plazmidowa szczepionka DNA niesie kod genetyczny dla segmentu patogenu lub antygenu nowotworowego. Wektor plazmidowy jest pobierany do komórek i transkrybowany w jądrze. Jednosieciowy mRNA jest tłumaczony na białko w cytoplazmie. Pochodzący ze szczepionki antygen białkowy DNA jest następnie degradowany przez proteosomy do wewnątrzkomórkowych peptydów. Pochodzący ze szczepionki peptyd wiąże się z cząsteczkami MHC klasy I. Kompleksy antygen peptydowy/MHC I są prezentowane na powierzchni komórek, gdzie wiążą się z cytotoksycznymi limfocytami CD 8+ i indukują komórkową odpowiedź immunologiczną. Ponieważ szczepionki DNA generują odporność pośredniczoną przez komórki, istnieje nadzieja, że będą one skuteczne przeciwko niektórym trudnym wirusom – nawet wtedy, gdy standardowe szczepionki nie zadziałały.

Szczepionki DNA mogą mieć znaczące zalety w porównaniu ze standardowymi szczepionkami. Mogą one wyrażać epitopy antygenowe, które bardziej przypominają rodzime epitopy wirusowe i dlatego mogą być bardziej skuteczne. W przypadku żywych szczepionek atenuowanych i szczepionek zabitych proces produkcyjny może zmienić strukturę drugo- i trzeciorzędową białek, a zatem antygenowość szczepionki; w przypadku szczepionek zawierających nagi DNA komórka gospodarza wytwarza epitop wirusowy. Szczepionki DNA byłyby bezpieczniejsze niż szczepionki zawierające żywe wirusy, szczególnie u pacjentów z obniżoną odpornością, takich jak osoby zakażone wirusem HIV.Szczepionki DNA mogą być tak skonstruowane, aby zawierały geny przeciwko kilku różnym patogenom, co zmniejsza liczbę szczepień koniecznych do pełnego uodpornienia dzieci. Konstrukcja i produkcja szczepionek DNA byłaby prosta. Wreszcie szczepionki DNA mogą być obiecujące w leczeniu osób już zakażonych przewlekłymi infekcjami wirusowymi (np. HCV, HIV lub HSV).