פלטפורמות חיסונים מבוססות חומצת גרעין נגד מחלת הקורונה 19 (COVID-19)

תַקצִיר

מגיפת מחלת הקורונה 2019 (COVID-19) הדביקה 673,010,496 חולים וגרמה למותם של 6,854,959 מקרים ברחבי העולם עד היום. נעשו מאמצים עצומים לפיתוח פלטפורמות חיסון נגד COVID-19 שונות מהותית. חיסונים מבוססי חומצות גרעין המורכבים מחיסוני mRNA ו-DNA (חיסונים מהדור השלישי) היו מבטיחים מבחינת ייצור מהיר ונוח ופרובוקציה יעילה של תגובות חיסון נגד COVID-19. כמה מבוססי DNA (ZyCoV-D, INO-4800, AG0302-COVID19 ו-GX-19N) ומבוססי mRNA (BNT162b2, mRNA-1273 ו-ARCoV) נעשה שימוש בפלטפורמות חיסונים מאושרות למניעת-19 COVID. חיסוני mRNA נמצאים בחזית כל הפלטפורמות למניעת COVID-19. עם זאת, לחיסונים אלו יש יציבות נמוכה יותר, בעוד שדרושים חיסוני DNA במינונים גבוהים יותר כדי לעורר את התגובות החיסוניות. אספקה ​​תוך תאית של חיסונים מבוססי חומצת גרעין ותופעות הלוואי שלהם מצריכה מחקר נוסף. בהתחשב בהופעתם המחודשת של גרסאות החשש של COVID-19, הערכה מחודשת של חיסונים ופיתוח של חיסונים רב ערכיים, או אסטרטגיות פאן-קורונה, היא חיונית למניעת הידבקות יעילה.

יתרונות תוסף cistanche-איך לחזק את המערכת החיסונית

לחץ כאן לצפייה במוצרי Cistanche Enhance Immunity

【בקש עוד】 דוא"ל:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

מילות מפתח

מחלת הקורונה 19 · חיסונים על בסיס חומצת גרעין · חסינות · הגנה

רקע כללי

בסוף 2019, נגיף בטא חדש הופיע בווהאן, סין, והתפשט במהירות ברחבי העולם. למחלת הקורונה 2019 (COVID-19) יש פוטנציאל גבוה של מגיפה בשל שיעור ההדבקות הגבוה שלה עם תמותה גבוהה ברחבי העולם (Sharma et al. 2020; Su et al. 2020; Wibawa 2021). לכן, נדרשים מאמצים משמעותיים לפיתוח חיסונים או טיפולים יעילים נגד המחלה (Su et al. 2020). התסמינים של מחלת COVID-19 משתנים, כולל תסמינים קלים דמויי פו, דלקת ריאות, תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS) ותוצאה קטלנית. חולים עם סרטן, סוכרת, מחלות לב וכלי דם, קשישים ואפילו אנשים בעלי נטייה גנטית נמצאים בסיכון הגבוה ביותר לחומרת-19 COVID (Sharma et al. 2020; Su et al. 2020; Wibawa 2021; Vakil et al. 2022). בהתאם להמלצות ארגון הבריאות העולמי (WHO), חבישת מסכות, שימוש בתרופות אנטי-ויראליות, התרחקות חברתית והקפדה על נהלי חיסונים הם התנהגויות קריטיות לשליטה במגפת COVID{14}} ברחבי העולם (Sharma et al. 2020). המאמץ המדעי לפיתוח חיסונים יעילים נגד פתוגנים פולשניים מתחיל שנים רבות מאז (Deb et al. 2020; Zhang et al. 2020; Wibawa 2021). פלטפורמות חיסונים אלו תוכננו גם נגד חיידקים פתוגניים (Farhani et al. 2019; Jafari and Mahmoodi 2021). בהקשר זה, פיתוח חיסון יעיל, מגן ובטוח נחשב לגישה מונעת מרכזית למניעת התפשטות תסמונת נשימתית חריפה נגיף קורונה 2 (SARS-CoV-2) (Moore and Klasse 2020). לכן, חברות תרופות וצוותי מחקר שונים ברחבי העולם התחרו על הצגת חיסון בטוח ויעיל נגד COVID-19 לשימוש הקהילה הבינלאומית. מאמצים אלה פיתחו פלטפורמות חיסונים אחרות כדי להיכנס לניסויים פרה-קליניים וקליניים וחלקם אושרו (Chen et al. 2021), כולל חיסונים מסורתיים כגון חיסונים חיים או מומתים, חיסונים מבוססי תת-יחידות וחומצות גרעין כחיסונים מהדור הבא. (מור וקלאס 2020). בהתבסס על העדויות המדעיות, חיסונים מוחלשים חיים מעוררים את התגובה החיסונית המולדת, התאית וההומורלית על ידי גרימת קולטנים דמויי Toll-like (TLR) עם חסינות ארוכת טווח ועלולים לפתח רגישות יתר. החיסרון העיקרי של חיסונים אלה הוא הערכות הבטיחות והיעילות היקרות שלהם. חיסונים נגיפיים מומתים מעוררים בצורה גרועה תגובות חיסוניות תאיות אשר מפחיתות את יעילותם. באפריל 2020, חיסון מומת נגד COVID-19 יוצר על ידי Sinovac ו-Wuhan Institute of Biological Products (Sinopharm) (Moore and Klasse 2020; Su et al. 2020). חיסוני תת-יחידות בטוחים, עם כמה פגמים הכוללים אימונוגניות נמוכה, דרישה לחיזוק או אדג'ובנט, ועלות גבוהה (Koirala et al. 2020; Su et al. 2020). חיסונים מבוססי חומצת גרעין פותחו על סמך מידע על רצף. הם כוללים רצפי DNA או mRNA של אנטיגנים המעוררים מאוד תגובות חיסוניות תאיות והומורליות במינונים שונים. בשל היתרונות שלהם, כמו ייצור מהיר, וחיסוני ה-COVID-19 המוקדמים ביותר בניסויים קליניים, יתרון בולט של חיסונים מבוססי DNA הוא היציבות שלהם בתנאי אחסון שונים (Silveira et al. 2020; van Riel and de Wit 2020). חיסונים מבוססי RNA קיבלו יותר תשומת לב מחברות תרופות כמו פייזר/ביוטק ומודרנה. בניגוד לחיסוני DNA, הם מעוררים תגובה חיסונית הומורלית יעילה כליגנדים של TLR ללא אדג'ובנט, והרצף שלהם שונה כדי למנוע פירוק mRNA (Moore and Klasse 2020; van Riel and de Wit 2020; Soiza et al. 2021). סקירה זו נועדה להעריך את ההתפתחויות האחרונות בחיסונים מבוססי חומצות גרעין, כולל חיסוני mRNA ו-DNA נגד COVID-19.

טקסט ראשי

מנגנון מולקולרי של זיהום ותגובה חיסונית של וירוס קורונה

מערכת חיסון מגבירה צמח cistanche

גנום COVID-19 הוא RNA חד-גדילי חיובי המקודד לארבעה חלבונים מבניים עיקריים המורכבים ממעטפת (E), ספייק (S), ממברנה (M) ונוקלאוקפסיד (N) (Stadler and Rappuoli 2005), כפי שמוצג באיור 1א. SARS-CoV אנושי מקיף את גליקופרוטאין ספייק (S) כחלק מהמעטפת. שילוב הנגיפים בתאי המארח מתבצע על ידי חלבון ספייק המורכב מתת-יחידות S1 ו-S2. הם ממלאים תפקיד חיוני בהתקשרות לקולטני התא המארח הידועים כאנגיוטנסין-ממיר אנזים II (ACE2) לצורך התחלת הזיהום (איור 1b). אזור מרכזי של תחום S1 הנקשר ל-ACE2 עם זיקה גבוהה הוא תחום מחייב קולטן (RBD). בהקשר זה, האינטראקציה בין RBD ל-ACE2 נדרשת להתחלת זיהום בתאים אנושיים (He et al. 2020). בנוסף, חיתוך חלבון S חיוני לכניסה ויראלית לתאי מארח; בעקבות התקשרות אזור RBD ל-ACE2, פרוטאז מארח המכונה TM protease serine 2 (TMPRSS2) מבקע את חלבון S לתחומים S1 ו-S2 מה שמוביל לאיחוי תחום S2 לתא המארח (Huang et al. 2020). למרות שתגובות חיסוניות חזקות יעילות נגד COVID-19, רגישות יתר וסערת ציטוקינים (בעיקר אינטרלוקין-6-, IL-1b, GM-CSF-, אינטרפרון / IFN -, גורם נמק / תגובות מונעות TNF -, IL-10-, IL-2- ו-IL- 7- חייבות להיות אסורות (Chowdhury et al. 2020). בעקבות התקשרות ויראלית (אינטראקציה של ספייק-ACE2) וכניסה לתאי נשימה, מקרופאגים פגוציטים מכתשית ותאים דנדריטים (DCs) מציגים אנטיגנים ויראליים לתאי T ומפעילים T CD4+(תאי T עוזר) ו-T CD{{37 }}(תא T ציטוטוקסי). לאחר מכן, ציטוקינים פרו-דלקתיים כמו IL6, IL12, TNF ו-IFN וכו' משתחררים כדי לפגוש את הנגיף. עם זאת, רמות גבוהות של ייצור ציטוקינים המובילות לסערת הציטוקינים גורמות לנזק בריאות (Hosseini et al. 2020). על פי עדויות מדעיות, תאי T עוזרים נחוצים לחיסול זיהום נגיפי, אינדוקציה של תאי B לייצור נוגדנים וגירוי של תאי T ציטוטוקסיים (Sharma et al. 2020). יעדים אנטיגנים ל-COVID-19 בפיתוח חיסון בטוח ומגן נגד אורגניזם פתוגני, זיהוי המטרות האימונוגניות הטובות ביותר הוא חיוני (Lu et al. 2020b). אימוץ מטרות אנטיגניות פוטנציאליות הוא קריטי כדי לעורר אפיטופים של תאי T ותאי B כדי לעורר כראוי חסינות תאית והומורלית (Rueckert and Guzmán 2012). חלבון ה-S הנגיפי מקיים אינטראקציה עם התאים המארח באמצעות תחום ה-RBD כליגנד חיוני. תחום ה-RBD יכול לגרום לייצור נוגדנים מנטרלים ותגובה חיסונית של תאי T נגד COVID-19. כמו כן, האימונוגניות של חלבון S מאושרת (Pushparajah et al. 2021). לחלבון N יש רצף קטן ומאוד שמור בהשוואה לחלבונים ויראליים אחרים. חלבון N מתבטא מאוד במהלך הדבקה בנגיף, עם תגובה חיסונית הומורלית מובהקת נגד COVID-19 בקרב חולים. בנוסף, עם תגובות תאי נגד חלבון N, זה יכול להיחשב כאנטיגן מועמד מתאים בתכנון החיסון (Dutta et al. 2020). בנוסף, חלבון M וחלבון E מעוררים אפיטופים של T CD4+ (Wang et al. 2005; Abdelmageed et al. 2020; Dong et al. 2020). יצירת תגובות חיסוניות חזקות כנגד חלבון S היא מכרעת והכרחיה (Buchholz et al. 2004). חלבון S כולל את האפיטופים האימונוגניים ביותר של תאי T ותאי B הידועים כמטרות מועדפות בפיתוח חיסון נגד COVID-19. זה יושם בכל חיסוני פלטפורמת mRNA שפותחו כמו חיסוני Pfizer/BioNtech ומודרנה.

איור 1 א מבנה SARS-CoV-2 ויריון; חלבוני פני השטח העיקריים של נגיף COVID-19 כוללים גליקופרוטאין Spike (S), ממברנה (M) וחלבוני מעטפת (E). חלבון S הוא החיסון והמטרה הטיפולית העיקרית אשר מקיימת אינטראקציה עם הקולטן לאנזים ממיר אנגיוטנסין II (ACE2) לתחילת זיהום. b תחומים של חלבון ספייק; חלבון S כולל S1 (NTD או תחום לא מתורגם ו-RBD או תחום מחייב קולטן) ו-S2

היסטוריה של תרופות המבוססות על חומצת גרעין

אוליגונוקלאוטידים הוכנסו לניסויים קליניים לפני יותר מ-30 שנה. ההיסטוריה של שימוש בגישות טיפוליות מבוססות חומצת גרעין מתוארכת לשנת 1977 כאשר Paterson et al. השתמשו בחומצות גרעין כדי לכוונן את ביטוי הגנים (Paterson et al. 1977). נכון לעכשיו, הם קיבלו יותר התחשבות. תרופות המבוססות על חומצות גרעין מחולקות לקטגוריות שונות, כולל צורות אנטי-סנס, ריבוזימים, mRNA וחיסונים מבוססי DNA (Sharma et al. 2014). אוליגודאוקסינוקלאוטיד סינתטי עיכב את השכפול של נגיף רוס סרקומה (RSV), אשר היה משלים ל- RSV mRNA והיה ידוע כאנטיסנס (Zamcnik and Stephenson 1978). האנטי-סנס הראשון הוכנס למרפאה נגד Cytomegalovirus (CMV) (Mulamba et al. 1998). ל-RNA מתערב קטן (siRNA) יש פוטנציאל לעכב ביטוי גנים, ולראשונה דווח על כך בשנת 1998. קבוצה נוספת של RNAs קטנים שאינם מקודדים כוללת מיקרו-RNA (miRNA) בעלי תפקיד חיוני בוויסות ביטוי הגנים, עם פונקציות דומות לזו של siRNA ופוטנציאל טיפולי (Usman and Blatt 2000; Sharma et al. 2014). כאמור, מחלקת הריבוזים של מולקולות ה-RNA פועלת כאנזימים המכוונים לשעתוק. Ribozymes נכנסו לניסויים קליניים נגד סרטן וכמה זיהומים ויראליים כמו נגיף הכשל החיסוני האנושי (HIV) (Usman and Blatt 2000; Abera et al. 2012). בנוסף לחיסונים מבוססי mRNA ו-DNA, הם מסווגים בתרופות המבוססות על חומצות גרעין שהוצגו ב-1990 וזכו לתשומת לב רבה יותר בפיתוח חיסונים למלחמה ב-COVID-19 (Le et al. 2020; Zhang et al. . 2020). היתרונות העיקריים של קבוצות חיסונים אלו כוללים ייצור מהיר שלהם וסגוליות גבוהה כנגד אנטיגנים מטרה מתאימים (Le et al. 2020).

cistanche tubulosa- לשפר את המערכת החיסונית

חיסונים מבוססי mRNA

המסירה הראשונית של מולקולות mRNA לתאי מארח כללה טרנספקציה של mRNA לתאי פיברובלסט באמצעות ליפיד קטיוני (Park et al. 2021). חיסוני mRNA כוללים אנטיגנים פתוגנים mRNA המייצרים חלבונים אנטיגנים על ידי תאים אנושיים. מספר יתרונות של חיסוני mRNA כוללים תהליך ייצור פשוט, חסינות יעילה ומגינה, מניפולציה ותיעוש נוחים וגמישות להגיב לגרסאות COVID-19 (Kaufman et al. 2016; Fang et al. 2022). כמה גישות, כמו הוספת רצפי 5ʹ-cap ו-Kozak, מיושמות באמצעות רצפי 3ʹ-poly-A ושינוי של נוקלאוזידי mRNA (Borah et al. 2021). חיסוני ה-mRNA מתורגמים לציטוזול המארח. לכן, אין סיכון להחדרת גנומים מארח, אשר ידוע כיתרון העיקרי שלהם. בהקשר זה, חיסונים מבוססי mRNA קיבלו תשומת לב רבה יותר כגישה מונעת בטוחה נגד סרטן ומחלות זיהומיות לאחרונה (Kaur and Gupta 2020). מנגנון הפעולה העיקרי של חיסוני mRNA תואר באיור 2.

חיסונים מבוססי DNA

חיסוני DNA כוללים מספר גנים המקודדים לפפטידים אנטיגנים ויראליים המובעים על ידי וקטורי פלסמיד ומועברים לתאים באמצעות אלקטרופורציה (EP). בהשוואה לפלטפורמות חיסונים אחרות, חיסוני DNA מציעים פלטפורמה גמישה ומהירה לפיתוח חיסונים, מה שהופך אותה לטכנולוגיה מרתקת להילחם במגיפות מתפתחות כמו COVID-19. יתרה מכך, ייצור אנטיגן של חיסון DNA מתרחש בתאי מטרה, מה שמסייע בשחזור המבנה הטבעי של האנטיגן הנגיפי ושינוי לאחר תרגום. החיסרון העיקרי של חיסוני DNA הוא האימונוגניות המוגבלת שלהם. לפיכך, חשוב לשקול אסטרטגיות כגון אדג'ובנט או שימוש במשטר דחיפה ראשוני שיכול להגביר את הפוטנציאל של חיסון ה-DNA. כמו כן, שילוב חומצת גרעין ב-DNA המארח הוא דאגה נוספת לבטיחות ביולוגית הגורמת לאונקוגנזה ומוטגנזה (Rauch et al. 2018). למרות שלפי מחקרים קודמים, הסיכון להחדרת חיסון DNA הוא זניח, ה-WHO וה-FDA ממליצים על יישום בטיחות חיסון DNA לאינטגרציה (Wang et al. 2004; Schalk et al. 2006). חיסוני DNA מעבירים את הגנים של נגיף הקורונה לתאים אנושיים. עקרון החיסון תלוי במסירת ה-DNA לגרעין התא כך שהתעתוק האנטיגן יתחיל ואחריו תרגום. חיסוני DNA משתמשים בדרך כלל בפלסמידים כווקטורים. בהתבסס על מסלול מתן החיסון, הן מיוציטים והן קרטינוציטים מטופלים. עם זאת, תאים המציגים אנטיגן בקרבת מקום ההזרקה עשויים להיות מועבים ישר באמצעות חיסוני DNA. במקרים כאלה, תהליך ה-Cross-priming מייצג אנטיגנים המשתמשים בשתי מולקולות הסטו-תאימות העיקריות (MHC-I/II) (Hobernik and Bros 2018). האנטיגנים הנוצרים משתחררים באמצעות גופים אפופטוטיים או אקסוזומים אשר מביאים לזיהוי שלהם על ידי תאים מציגי אנטיגן, אשר בתורם מעוררים תגובות חיסוניות תאיות והומורליות. אסטרטגיות מסירה מגוונות מנוצלות כדי לייצר תגובה חיסונית חזקה (Donnelly et al. 2005; Li and Petrovsky 2016; Strizova et al. 2021). לגבי הרגולציה החיסונית במהלך זיהום ב-COVID-19, נחשף כי חולים בסיכון לתפליט פריקרדיאלי עם פרוגנוזה שגויה מצביעים על עלייה בתאי CD3+CD8+ ועוד CD מופחת{{ 18}}תאים רגולטוריים של HLA-DR ו-T (Treg) (Duerr et al. 2020). תוצאות אלו מוכיחות כי זיהום חמור מתרחש עקב תגובה חיסונית לא מאוזנת אשר מחמירה את מצבי המחלה (Tay et al. 2020). התקדמות החיסון נגד COVID-19 נועדה לפתח תגובה חיסונית יעילה ומתאימה (כולל שתי הזרועות) ללא התקדמות לחוסר איזון כזה (Hobernik and Bros 2018). בעוד שהניסויים הקליניים בבני אדם על ידי חיסוני DNA הפעילו תגובות כוללות, תגובות אלה אינן מספיקות לעתים קרובות כדי להניב יתרונות קליניים מקובלים. בנוסף, רכיבים בסיסיים של ה-DNA של פלסמיד, למשל, רצפי CpG לא מתיל, עלולים לגרום להפעלה של תגובות חיסון מולדות, להגברת תגובות חיסוניות אדפטיביות כנגד האנטיגנים המובעים. לפיכך, חיסוני DNA ישימים יותר ברפואה הווטרינרית (Coban et al. 2013; Silveira et al. 2017; Hobernik and Bros 2018). בשל חיסרון זה, כמה קווי מחקר מתרכזים באופטימיזציה ואספקה ​​של חיסוני DNA, כולל אופטימיזציה של קודונים, עיצוב פרומטור, אדג'ובנטים מולקולריים, יישום EP, חיסון ראשי-בוסט או שיטות "אומיקס" לתכנון חיסון מתקדם (Li et al. 2012; Silveira et al. 2020). איור 3 ממחיש את השלבים העיקריים של מנגנוני חיסון DNA בתגובות חיסוניות יעילות.

איור 2 ניסוח חיסון mRNA, מתן ומנגנונים של פרובוקציה חיסונית: ניסוח mRNA עם ננו-חלקיק ליפידי (LNP) שומר ומשפר את יציבות הרצף. ב תמיסת מלח של חיסון mRNA-LNP ניתנת בדרך תוך שרירית. c ה-mRNA המכיל LNP עובר טרנספקציה לתאים מציגי אנטיגן (APCs) באמצעות אנדוציטוזיס. ה-mRNA משתחרר בציטופלזמה ומתורגם לחלבונים ויראליים, לאחר מכן הם עוברים ליזום על ידי הפרוטאזום ונקשרים לקומפלקס ההיסטו-תאימות העיקרי I (MHC-I) על פני הרשת האנדופלזמית ומוצגים לתאי T ציטוטוקסי (Tc)

הפוטנציאל של חיסונים מבוססי mRNA ו-DNA

מבנה חיסון ברמת mRNA מכיל אלמנטים לשיקום יציבות וביטוי חלבון כולל 3' UTR, רצף קידוד, 5'UTR, 5' cap וזנב פולי (A) (Liu 2019). אלמנטי UTR 5' ו-3' שמאגפים את רצף הקידוד שמקורו בגנים ויראליים או אוקריוטיים משפרים את היציבות המבנית ומשפרים את התרגום של mRNA שהם גורמים חיוניים לחיסונים (Ross and Sullivan 1985; Holtkamp et al. 2006). לתרגום יעיל של חלבון מ-mRNA, יש צורך במבנה של 5′ כובע (Martin et al. 1975; Ross and Sullivan 1985). לזנב mRNA poly (A) יש גם תפקיד רגולטורי ביציבות ובתרגום mRNA (Holtkamp et al. 2006). כמו כן, לשימוש בקודונים יש תפקיד חיוני בתרגום חלבונים. בהקשר זה, כדי להגביר את תרגום החלבון מ-mRNA, קודונים נדירים מוחלפים בקודונים נרדפים משומשים שיש להם שפע tRNA דומה בציטוזול (Stepinski et al. 2001). גישה נוספת לאופטימיזציה של רצף היא העשרה של תוכן G:C. מספר שיטות פיתחו בשנים האחרונות חיסוני DNA מועמדים יעילים ובטוחים. בפלטפורמת חיסונים מבוססת DNA, וקטורים פלסמידים שמקורם בחיידקים מוחלים כדי לבטא את אותם אנטיגנים רצויים בתוך תאי מארח. יש להכניס את הפלסמידים החיידקיים לתאים אוקריוטיים ולהעביר אותם לגרעין. לאחר מכן ה-DNA מתעתק ומתורגם מגנים זרים בגרעין התא המארח ובציטופלזמה, בהתאמה. לכן, עיצוב פלסמיד תקין עם יעילות טרנספקציה גבוהה וביטוי חלבון חיוני כדי להגיע לחיסון DNA חזק (Malone et al. 1989). הרצף של האזור האוקריוטי (בפלסמידים של חיסוני DNA), במעלה הזרם של הגן המוחדר, מורכב ממקדם ואות פולי A (polyA) (AAU AAA) הממוקמים בקצוות 3' של הרצף האנטיגני (Shan et al. . 2011). פרומטורים הם מרכיבים קריטיים הדרושים בפלסמידים של חיסון DNA כדי לעורר רמות ביטוי גבוהות של האנטיגנים הרצויים בתאי המארח (Becker et al. 2008) ולהביא לשעתוק ה-mRNA מהגן המוכנס. האמרגן הנפוץ ביותר בחיסוני DNA כולל את מקדם הציטומגלווירוס האנושי (CMV). אות רצף polyA גורם ליציבות והעברה של mRNA ולביטוי גנים אוקריוטיים ביעילות. אלמנט קריטי נוסף הוא רצף קוזאק (ACCATGG) שיש לו תפקיד חיוני בתרגום על ידי הריבוזום האיקריוטי. כמו כן, יש צורך בהוספת רצף סטופ-קודון אחד או שניים כדי למנוע תרגום שגוי של הגן המוחדר בתא המארח (Becker et al. 2008; Williams 2013). השוואה בין פלטפורמות חיסוני DNA ו-mRNA למרות שחיסוני DNA ו-mRNA נמצאים בפיתוח מאז שנות ה-90 והפיתוח האחרון והרשיון של חיסוני DNA וטרינריים שונים, התלהבות רבה פנתה ל-mRNA. שניהם זקוקים למאמצים כדי לשפר את האנטיגניות, היציבות והיעילות שלהם על ידי מניפולציה ישר של ה-DNA וה-mRNA של פלסמיד או הוספת אימונומודולטורים או תוספי עזר וניסוחים ומערכות אספקה ​​(Liu 2019). משך היציבות של mRNA נמוך מזה של ה-DNA הפלסמיד. התברר שחיסוני DNA מייצרים את החלבון המקודד במהירות, בהיותם כמויות גבוהות יותר מחיסוני mRNA בשל יציבות הדנ"א הפנימית הגבוהה יותר של הפלסמיד. נמצא ש-DNA פלסמיד נמשך בשריר עד 6 חודשים במצב לא משולב (Ledwith et al. 2000). למרות שחיסוני DNA ו-mRNA אמורים להיות מערכת ביטוי לחלבון המועדף, אף אחד מהם אינו אינרטי מבחינה אימונולוגית. כמו כן, פלסמידים של DNA כמו גם mRNA מעוררים חסינות מולדת (Campbell 2017). ייתכן שטכנולוגיית החיסון המבוססת על DNA ו-mRNA אינה כללית לחלוטין. mRNA מסובך יותר מ-DNA של פלסמיד בגלל נוקלאוזידים וניסוחים שעברו שינוי הנדרשים למסירה, יציבות וההכרח לשלוט בפעילות האימונוסטימולטורית הפנימית של ה-mRNA. עם זאת, זה מועיל לייצור שחמק מהביקוש לכל מוצר סלולרי או מהחי. ההבטחה היא שהישגים קליניים יהיו אפשריים לאחר שאותם אתגרי חיסון ה-DNA וה-mRNA של פלסמיד ייפתרו במיוחד על ידי יישום טכנולוגיות מתקדמות למניעה וטיפול במחלות (Liu 2019).

איור 3 תהליך ביטוי חיסון ה-DNA COVID-19 לתוך התאים המציגים אנטיגן (תאים דנדריטים או DCs). ה-DNA הפלסמיד נכנס לגרעין DC ומבטא אנטיגנים in vivo (1) לאחר מכן, האנטיגנים מוצגים לתאי T (קולטנים לתאי T או TCRs) באמצעות מולקולות MHC-I ו-MHC-II. הצגת האנטיגן מתרחשת באמצעות מולקולות DC CD80/86 ומולקולות CD8+T cell CD28 לצד MHC-I-TCR וגם דרך DC CD40 ו-CD4+T cell CD40L לצד אינטראקציות MHC-II-TCR (2a, 3 ו-4) ההפעלה והשגשוג של תאי ה-CD8+ ושחרור הציטוקינים מובילים לתגובות חיסוניות יעילות כגון הפעלת מקרופאגים (2b) בנוסף, הפעלת ה-CD 4+תאי T בעקבות קשירה והשפעות ציטוקינים מ-DCs קשורים להפעלה, להתרבות ולהפרשת נוגדנים של תאי B (5)

התקדמות במתן חיסוני DNA ו-mRNA

קליטת DNA ו-RNA זרים על ידי תאים אוקריוטיים אינה יעילה בהשוואה לוקטורים ויראליים. גישות מסירה פיזיות רבות הוקמו כדי להגדיל את יכולת הספיגה הסלולרית (Mellot et al. 2013). שיטות פיזיקליות להעברת גנים כוללות מערכות מסירה המעבירות חומר גנטי באמצעות הליכים מכניים, כולל EP ומכשירי מקרן (Gulce-Iz ו-Saglam-Metiner 2019). מכשירי Biojector מנצלים את לחץ ה-CO2 כדי להעביר תרופות באמצעות IM (תוך שרירי), ID (תוך עורי), וגם SC (תת עורית) ללא דרישת המחט (Jorritsma et al. 2016), מה שנותן יתרונות ניכרים על פני הזרקת מחט קונבנציונלית, כולל הפחתת השפעות שליליות, זיהום צולב מחט ונזקי מחט (Zhang et al. 2015). באופן רלוונטי, שני חיסוני DNA הוערכו כנגד נגיף Zika בניסוי השלב I, המדגימים תגובות תאיות מוגברות בעקבות מתן ללא מחטים בהשוואה לשימוש במחטים (Gaudinski et al. 2018). יתרה מכך, פלטפורמת אספקת חיסון mRNA נגד כלבת באמצעות מקרן חשפה תגובות נוגדנים משופרות (Alberer et al. 2017). את היעילות המוגברת של החיסון באמצעות הזרקת הסילון ניתן לייחס לפיזור רחב יותר של חיסונים, ובכך לגרום לספיגה גבוהה יותר באמצעות APC (Williams et al. 2000; Alberer et al. 2017). נכון לעכשיו, זריקות מזהה או IM ואחריהן EP משמשות בדרך כלל למתן חיסון DNA במחקרים קליניים (Sardesai and Weiner 2011). EP כולל היווצרות נקבוביות בתוך תאי העור כדי להגביר את הספיגה התאית של החומר הגנטי באמצעות פולסים חשמליים (Pushparajah et al. 2021). שיטת IM EP יושמה בעיקר בשנת 1998 (Aihara 1998) והגבירה את החדירה של תאי השריר למתן חיסוני DNA (Rizzuto et al. 1999; Dupuis et al. 2000; Sokołowska and Błachnio-Zabielska 2019). דיווחים רבים חשפו ביטוי טוב יותר של אנטיגן והגברת התגובות החיסוניות הספציפיות לאנטיגן in vivo באמצעות EP (Yan et al. 2008; Yan et al. 2009). דווח כי חיסון ל-HIV DNA, ADVAX, הגביר את האימונוגניות בעקבות ההעברה דרך ה-EP (Vasan et al. 2011), בהשוואה למתן IM (Vasan et al. 2010). עם זאת, גישת ה-EP סובלת מסיכון למוות תאי עקב ניצול מתחים גבוהים (Gulce-Iz and Saglam-Metiner 2019). גישות מסירה חדשות, כגון EP, עדיין נמצאות בחקירה עבור משלוח חיסון RNA.

יתרונות cistanche לגברים - מחזקים את המערכת החיסונית

יעילות ה-EP לאספקת חיסונים מגבירה עצמית הייתה דומה לזו של חיסוני DNA פלסמיד במונחים של ביטוי גנים ותגובות חיסוניות בעכברים (Cu et al. 2013). עם זאת, ה-EP לא שיפר את יעילות האספקה ​​של חיסוני RNA מסורתיים שאינם משכפלים (Johansson et al. 2012), ואולי הפחית את יעילותו בשכפול וקטורי RNA. בהתאם לכך, המזרקים ה-EP והביו הם יתרון להזרקה פרנטרלית של חיסוני COVID-19 DNA/RNA. גישות אלו תורמות לייצור גבוה יותר ולאספקת מועמדים לחיסון DNA ומשפרות את התוצאות בצורה יוצאת דופן (Pushparajah et al. 2021).

יתרונות ומגבלות של חיסונים מבוססי חומצת גרעין

כשיטות חדשות ומבטיחות לחיסון, חיסונים מבוססי חומצת גרעין מספקים תובנות לגבי פיתוח חיסון בטוח ומגן (צ'וי וצ'אנג 2013) כפי שהדגימו מיליוני אנשים במהלך מגיפת הקורונה-19. לחיסונים מבוססי חומצת גרעין יש מחזורי פיתוח קצרים, המאפשרים הפצה מהירה במהלך מגיפה. ניצול חיסוני DNA רקומביננטי מצריך העברה יעילה של וקטור DNA לגרעין, שעתוק, ולאחר מכן תרגום לאנטיגן הרצוי (Leitner et al. 1999). בשל מניפולציה נוחה וייצור בעלות נמוכה, DNA פלסמיד עירום הוא וקטור מרתק להצגת אנטיגנים (Williams 2013). בדרך כלל, DNA פלסמיד כולל אלמנטים גנטיים בסיסיים, כולל הגן המקודד לאנטיגן, פרומוטור, משפרים ורצפי סיום/פוליאדנילציה של שעתוק (Vogel and Sarver 1995). פלטפורמת ה-DNA של פלסמיד היא מבנה ביו-פרמצבטי מבטיח המשוכפל ברמות גבוהות בתוך תאים פרוקריוטיים זולים, אם כי דורש טיהור (Prazeres et al. 1999; Ferreira et al. 2000; Suschak et al. 2017). חיסוני RNA מורכבים ממולקולות mRNA המכילות RNA אנטיגן המוקף בזנב 3', poly-A ו-5' טרמיני וחסרות הדרישה לתעתוק. (Zhang et al. 2019). מספר חיסוני RNA עוברים הגברה עצמית הידועה כטכנולוגיה חדשה בפיתוח. בהתאם, ניתן לשכפל ולתרגם את מולקולת ה-RNA במארח לאחר הלידה, למרות האפשרות של חוסר יציבות של RNA עירום, ובכך להגביר את הביטוי של פפטידים אימונוגניים (Pardi et al. 2018; Zhang et al. 2019; Wadhwa et al. 2020) . ה-mRNA מתפורר על ידי אנזימי ribonuclease בכל מקום (Wadhwa et al. 2020; Xu et al. 2020). התוספת של זנב 3′ poly-A ומכסה 5′–7-מתילגואנוזין היא קריטית להגברת היציבות והתרגום של mRNA בציטוזול (Gallie 1991; Schlake et al. 2012). אסטרטגיות להגברת הספיגה והביטוי של חיסונים הוערכו בעיקר עבור חיסוני DNA מאשר עבור חיסוני RNA, מכיוון שה-DNA דורש חציית שני ממברנות תאים כדי להגיע לגרעין. לעומת זאת, ה-RNA חודר לציטופלזמה דרך ממברנה אחת (Rauch et al. 2018). למבנה ה-DNA יש יציבות גבוהה יחסית. במשך 7 שנים, נמצא ש-DNA פלסמיד נשאר שלם ללא הבדל עם ה-DNA החדש שסופק ב-20 מעלות (Walther et al. 2013; Pushparajah et al. 2021). pH וטמפרטורה נמוכים הם קריטיים לשמירה על שלמות ה-DNA לאורך זמן. לעומת זאת, ה-RNA רגיש במיוחד לטמפרטורה ויש לשמור אותו ב-70 מעלות בתווך נטול האנזים כדי לשפר את מחצית החיים שלו (Jones et al. 2007).

אתגרים בפיתוח חיסונים מבוססי חומצת גרעין

ידוע היטב שחיסוני COVID-19 חייבים להיות יעילים ומגנים מספיק (Graham 2020) ולעורר חסינות ארוכת חיים. עם זאת, חיסון שנתי עשוי להיות אפשרי בהתבסס על חוויות שנתיות של חיסון נגד שפעת (Randolph and Barreiro 2020; van Riel and de Wit 2020). פיתוח החיסון נגד COVID-19 מציב אתגרים אפילו עם פלטפורמות חדשות. למרות האימונוגניות וההגנה הגבוהה של חיסון החלבון של נגיף הקורונה, התרחשותן של מוטציות מעוררת דאגות והופעה מחדש של הנגיף. לפיכך, הפרוגנוזה של הזמן והמיקום של הופעת המחלה יחד עם אימוץ מדויק של רצף חלבוני המטרה היא השלב הקדמי של תהליך הפיתוח הדורש יישום נכון של ניסויים קליניים (Lurie et al. 2020). האתגר העיקרי של חיסוני DNA הוא לעורר תגובות חיסוניות נמוכות יחסית בבני אדם ובבעלי חיים גדולים מאשר במערכות חיות קטנות (Grunwald and Ulbert 2015; Suschak et al. 2017). יש להבחין כי נותרו להתמודד עם אתגרים נוספים בנוגע לחיסוני COVID{10}} כגון עמידות ההגנה, יעילות בתתי קבוצות ספציפיות, מניעת העברה ויראלית וקבלה ציבורית (Pushparajah et al. 2021). הביטוי המושהה של אנטיגן בחיסוני mRNA מגביר עצמי עשוי להגביל את יעילות החיסונים הללו. עם זאת, פלטפורמה זו מעניקה תפוקות גבוהות יותר ובכך מספקת הגנה מקבילה במינונים נמוכים משמעותית (Vogel et al. 2018; Strizova et al. 2021).

ההתקדמות האחרונה בחיסוני ה-DNA וה-mRNA נגד COVID-19

בפיתוח חיסונים נגד COVID{{0}}, מחקרים רבים התמקדו בפלטפורמות חיסון mRNA (Verbeke et al. 2021) שהובילו לאישור מספר חיסונים (Vitiello ו-Ferrara 2{{ 94}}21) כגון אלה מחברות Moderna ו-Pfizer/BioNtech. החיסון של Moderna כולל את כל הקידוד של COVID-19 spike glycoprotein mRNA, בעוד Pfizer/BioNtech מכיל את רצף ה-RBD mRNA (Brüssow 2020). רמות היעילות של חיסוני Pfizer/BioNTech ומודרנה כוללות 95% ו-94.5%, בהתאמה (Rauch et al. 2021; Widge et al. 2021). טמפרטורת האחסון של חיסון Moderna היא בין -25 מעלות ל -15 מעלות, בעוד זו של חיסון Pfzer היא בין -80 מעלות ל -60 מעלות (Meo et al. 2021; Rauch et al. 2021). בהשוואה לחיסון Moderna, לחיסון Pfizer/BioNTech יש עלויות ותופעות לוואי נמוכות יותר (Rauch et al. 2021). חיסון mRNA נוסף נגד COVID-19 פותח על ידי חוקרים סינים והשתמש ב-mRNA המקודד RBD תרמי (לפחות שבוע אחד ב-25 מעלות) (Brüssow 2020). בסקר אחר, נעשה שימוש ב-CureVac כפלטפורמת ה-mRNA של חלבון S באורך מלא עבור פיתוח חיסוני COVID-19 עם תחליפים בשני שאריות פרולין כדי לשפר את יציבות החלבון (Rauch et al. 2021). Ruklanthi de Alwis et al. (2021) פיתחה חיסון mRNA לתעתוק עצמי ומשכפל ל-COVID-19 תוך שימוש בחלבון S באורך מלא ורפליקון (de Alwis et al. 2021) עם פוטנציאל ליישום כחיסון יעיל ובטוח במינון יחיד להילחם בנגיף הקורונה- 19 (de Alwis et al. 2021). באופן דומה, נעשה שימוש ב-RNA שמגביר את עצמו המקודד לחלבון COVID-19 S המוקף בתוך ננו-חלקיק שומנים (LNP) והציג רמות גבוהות של תגובות חיסוניות של נוגדנים ותאים (McKay et al. 2020). כמה מועמדים לחיסון DNA כגון חיסונים מבוססי חלבון S, N ו-M פותחו עבור SARS-CoV. בין אלה, חיסון ה-DNA המבוסס על חלבון S גרם למעשה להשפעה מגנה מפני זיהום ב-COVID-19, אולי בשל התפקיד החיוני של חלבון S בקשירה לקולטן (Zhao et al. 2020). INO-4800 הוא מועמד לחיסון DNA ל-COVID-19 המקודד לחלבון COVID-19 S (Sarwar et al. 2020; Smith et al. 2020). התוצאות הפרה-קליניות בעכברים וחזירי ניסיונות הדגימו תגובות חיסוניות הומורליות ותאיות. בשלב, מחקרים קליניים I, הוזרקו שתי מנות של INO-4800 דרך נתיב ה-ID, בתוספת EP דרך CELLECTRA®2000 Inovio Pharmaceutical (Diehl et al. 2013; Amante et al. 2015). תגובה חיסונית מלאה הוסברה על סמך תגובות נוגדנים ותאיות ב-34 מתוך 36 המשתתפים בניסוי הקליני השלב הראשון שלהם. 10 תופעות לוואי מדווחות נצפו ללא אירועי לוואי חמורים (SAEs) (שלב). ניסוי קליני שלב I/II הושק כדי להעריך את האימונוגניות, הבטיחות והסבילות של INO- 4800 (Tebas et al. 2019). ל-INO-4800 יש תנאי אחסון דומים (Smith et al. 2020), בתקווה להפצה פשוטה יותר של חיסונים. בנוסף, כמה קבוצות אחרות של חיסוני DNA ל-COVID-19 השיקו ניסויים. ביוני 2020, ניסוי קליני שלב I ו-IIa עבור GX-19 השיק גיוס. חיסון DNA, AG0301-COVID-19, שנוצר על ידי ניסיונות שיתוף פעולה של אוניברסיטת אוסקה (יפן), Takaro Bio ו-Anges, השיק גיוס לניסויים הקליניים בשלב I ו-II ביולי 2020 כדי להעריך האימונוגניות והבטיחות שלו (Speiser and Bachmann 2020). ניסויים קליניים שלב I ו-II להערכת האימונוגניות והבטיחות של שלוש מנות של ZyCoV-D בוצעו (Kumar et al. 2021). חיסון אוראלי זה קידד חלבון ספייק ב-DNA הפלסמיד, מוגבר באופן דינמי ב-Bifidobacterium longum החי, חיידק פרוביוטי מעי מוכר היטב. ניסוי קליני שלב I הושק להערכת CORVax12, חיסון DNA המקודד לחלבון הספייק. נחקרה היעילות של CORVax12 שעבר אלקטרופורציה לבד או בשילוב עם פלסמיד אחר המקודד לאינטרלוקין 12 (IL-12). מגוון חיסוני mRNA ל-COVID-19 נמצאים בפיתוח וחשפו תוצאות מבטיחות (Leitner et al. 1999; Croyle et al. 2001). גישה מגוונת לפיתוח RQ3013-VLP (מקודדת חלבוני S, E ו-M) הייתה יעילה in vivo באמצעות קוקטייל mRNA. חיסון mRNA זה שולב עם נוקלאוזידים שהשתנו ולאחר מכן ארוז ב-LNP ופרם את היכולת לעורר תגובות חיסוניות תאיות והומורליות חזקות בעכברים (Le et al. 2020; Lu et al. 2020a). חיסון מהונדסים ל-DNA בתחום arginyl-glycyl-aspartic (RGD) בשתי מנות של 60 מיקרוגרם באמצעות אלקטרופורציה שיפר את ההשפעות בעכברי BALB/cJ (Guo et al. 2021). הזרקת IM +jet של חיסון DNA במינון בודד (0.2 מ"ג) יכולה לחסן את האוגרים הסורים (Brocato et al. 2021). חיסון DNA נוסף באמצעות חלבון S הנתון בשלוש מנות הגן על מקוק ה-Rhesus (Yadav et al. 2021). המיזוג של RBD לנגיף ההפטיטיס B preS1 אמינו-טרמינלי והזרקת IM למשך שלוש מנות (שבועות 0, 2 ו-4) בעכברי C57BL/6 עורר תגובות חיסוניות הומוראליות ותאיות (Jeong et al. 2021). בנוסף, הזרקת IM של פלסמיד DNA של חלבון S ותת-יחידת S1 (חלבון רקומביננטי) בשלוש מנות בשבועות 0, 2 ו-8 במקוקי Rhesus עוררה את הנוגדנים המנטרלים (Prompetchara et al. 2021). הזרקת IM+EP של חלבון S בשלוש מנות (שבועות 0, 2 ו-4) בעכברי ICR עוררה תגובות הומוראליות ותאיות (Li et al. 2021). חיסוני DNA אחרים בניסויים קליניים כללו חלבון S בשלבים I/II ביוני 2022 (NCT04445389, מסלול IM במבוגרים בגילאי 18-50 שנים), יולי 2021 (NCT04463472, מסלול IM במבוגרים בגילאי 20-60 שנים), ספטמבר 2021 (NCT04527081, מסלול IM במבוגרים בגילאי 20-65), ושלב I (NCT04336410, מסלול זיהוי בגיל 18 ומעלה), פברואר 2022 (NCT04334980, בעל פה במבוגרים עם 18 שנים ומעלה) ויוני 2021 NCT04591184, מסלול IM במבוגרים 18-84 שנים). בנוסף, חיסוני mRNA בניסויים קליניים כללו את אלו בשלב II בנובמבר 2021 (NCT04515147, IM, 18-60 שנים), שלב II-III בדצמבר 2022 (NCT04368728, IM במבוגרים 18-85 שנים), ושלב I ביוני 2021 (NCT04566276, IM במבוגרים בגילאי 18-75). COVID-eVax היה חיסון מבוסס RBD שעורר מספיק תגובות חיסוניות בעכברים, חמוסים וחולדות לאחר 38 ימים (Conforti et al. 2022). שני חיסוני DNA (X-19 ו-GX-19N) המקודדים לחלבוני ספייק וחלבוני נוקלאוקפסיד הוערכו בניסויי שלב I בקרב מבוגרים בגילאי 19-49 שנים, והנוגדנים הקושרים היו ניתנים לזיהוי במינון השני של החיסון. הבטיחות והסבילות של חיסונים אלה אושרו, כאשר ה-GX-19N גרר רמות גבוהות יותר של תאי T ותגובות נוגדנים (Ahn et al. 2022). חיסון Xcl1-SARS-CoV-2 ספייק היתוך DNA העלה שיעור גבוה יותר של תגובות בתיווך נוגדנים ותאי T בהשוואה לגן ספייק המכיל פלסמיד בנפרד ואינבו (Qi et al. 2022). חיסון נגד חיידקי COVID-19 Delta DNA לאחרונה יכול להגן על 100% מהעכברים מפני COVID-19 (Jang et al. 2023). DNA ליניארי (linDNA) המקודד ל-SARS-CoV-2 RBD (Lin-COVIDeVax) הצליח לעורר תגובות נוגדנים ותאי T ולספק בטיחות וללא השפעות שליליות (Conforti et al. 2023). טבלה 1 מייצגת ניסויים קליניים וחיסונים מאושרים על בסיס חומצת גרעין נגד נגיף הקורונה-19. על פי נתונים מעודכנים, 229, 820, 324 אנשים קיבלו חיסונים נגד COVID-19 ברחבי העולם, ביניהם, לאלו ממדינות אפריקה שיעורי החיסון נמוכים יותר (https://www.usnews.com/news/coronavirus-and -vaccine-news, https://www.bloomberg.com/graph ics/covid-vaccine-tracker-global-distribution/). בהתאם לכך, שיעור החיסונים קשור לתנאים הכלכליים של אזורים/אזורים שונים.

חששות פוטנציאליים לבטיחות עבור חיסונים נגד COVID-19

ניטור הבטיחות בכל חיסון מונע או מניעתי שפותח הוא אחד ההיבטים החיוניים. השימוש בכימיקלים רעילים או בתרבית תאים אינו נדרש בתהליכי ייצור חיסוני mRNA, ולכן ידוע כפלטפורמה בטוחה. זמן הייצור הקצר מפחית גם את הסיכון לזיהום על ידי מיקרואורגניזמים (Wang et al. 2020). ההשפעות השכיחות ביותר המדווחות כוללות כאבי ראש, עייפות ואירועים סיסטמיים חמורים אחרים, כגון חום, צמרמורות, מיאלגיה, הקאות, כאבי בטן ודיווחים נדירים של שלשולים. עם זאת, לא נצפה מוות אצל מקבלי חיסון mRNA (Chapin-Bardales et al. 2021; Skowronski and De Serres 2021). כמה תופעות לוואי מערכתיות, כגון אנפילקסיס, מדווחות בדרך כלל אצל אנשים עם היסטוריה של אלרגיה ומוערכות ב-2.5-11.1 מקרים למיליון מנות (Shimabukuro et al. 2021). תגובה חיסונית חזקה באנשים צעירים מאחרים עלולה להוביל לאירועים מערכתיים גבוהים ויותר תופעות לוואי מדווחות בעקבות הזרקת מנת חיסון שנייה בהשוואה למנה הראשונה (Male 2021; Skowronski and De Serres 2021). בנוסף, כאבים במקום ההזרקה, אדמומיות ונפיחות מדווחים כתופעות הלוואי המקומיות ביותר (Anand and Stahel 2021). בהתבסס על ראיות מספקות מחיסוני mRNA מאושרים, כולל Pfizer/BioNTech ומודרנה, לא הוכח סיכון להפלות בהריון (שיעור=0%) (זכר 2021). בולט, חיסוני DNA בטוחים מספיק, אבל לא תמיד אימונוגניים; לפיכך תגובה חיסונית מספקת דורשת מנות נוספות. התגובה החיסונית ההומורלית לא הייתה עקבית בניסויים בבני אדם, בעוד שחסינות תאית נראית שכיחה יותר. בהתאם לכך, הבטיחות של חיסוני DNA בקרב אוכלוסיות מבוגרות וצעירות יותר טובה יותר (Ledgerwood et al. 2011; Houser et al. 2018; Carter et al. 2019). חששות הבטיחות מרמזים על שילוב אפשרי של ה-DNA המושפע לתוך קו הנבט והתאים הסומטיים של המארח. במקרים אלה, חוסר הוויסות של ביטוי הגנים מתרחש אולי יחד עם מוטציות מרובות ניכרות. עם זאת, רק פלסמידים של אינטגרציה כרומוזומלית חוץ-כרומוזומליים וחסרים משמשים בדרך כלל בפיתוח חיסוני DNA. חוץ מזה, רוב הפלסמידים נשארים באתר הניהול (Schalk et al. 2006). סקירה שיטתית ומטה-אנליזה עדכנית הוכיחה שחיסוני mRNA קשורים לתופעות לוואי גבוהות יותר בהשוואה לפלטפורמות אחרות (Kouhpayeh and Ansari 2022). לאחרונה, נצפה מקרה נדיר של מיוסיטיס הקשור לחיסון BNT162b2 mRNA באישה 34-בת בת (Magen et al. 2022). מתילציה של DNA ושינויים אפיגנטיים תואמים פוגעים ביעילותם של חיסוני DNA ו-mRNA (Pang et al. 2022). יש לציין כי מספר חיסונים מאושרים של חומצות גרעין (ZyCoV-D, חיסון פלסמיד DNA בשימוש תוך עורי, הודו), BNT162b2 (mRNA, 2 מנות, גרמניה), mRNA- 1273 (Moderna, ארה"ב, 2 מנות), ARCoV (WALVAX, סין) וניסויים קליניים הכוללים 302-COVID19 (חיסון פלסמיד DNA, שלב II/III תוך שרירי, יפן), INO-4800 (פלסמיד DNA, שלב II/III, תוך עורי, סין), GX{{36 }}N (חיסון DNA, Genexine, שלב II/III), Covigenix VAX-001 (חיסון DNA, Entos Pharmaceuticals, שלב I/II, תוך שרירי), COVID-eVax (חיסון DNA, שלב I/II, תוך שרירי , רומא) ו-bacTRL-Spike (חיסון DNA, שלב I, אוראלי, Symvivo) פותחו (Sheridan 2021; Liu and Ye 2022a). חיסונים אלה עוררו חסינות הומוראלית ותאית למעט GX-19N ו-AG0302- COVID-19. כמה תופעות לוואי של חיסונים מבוססי חומצת גרעין COVID-19 כוללות כאב, לימפדנופתיה, אריתמה, אדמומיות, נפיחות, בחילות, עייפות, כאבי פרקים, מיאלגיה, חום, דום לב, שבץ, תגובת רגישות יתר, מחלת כבד אלכוהולית, שיתוק בל. , הפרעות קצב חדות של חדריות ומוות (Norquist et al. 2012; McNeil and DeStefano 2018; Baden et al. 2021; Momin et al. 2021; Liu and Ye 2022b, 2022a).

פנילטנול גליקוזיד הוא המרכיב הפעיל העיקרי של Cistanche deserticola

סיכום

מגיפת הקורונה-19 המהירה יצרה צורך בלתי מסופק בפיתוח חיסונים יעילים למניעת המחלה. למרות שהאימונוגניות של חיסוני DNA בבעלי חיים מקובלת, אימות קליני מוצדק בבני אדם. חיסוני RNA עשויים לספק תכונות אימונולוגיות מתאימות ויתרונות ניכרים על פני חיסוני DNA. בעיות עם אופיו הלא יציב של ה-RNA טופלו באמצעות גישות אחסון מתאימות וניסוחים כדי להפסיק את השפלתו. גם בטיחות החיסונים חשובה ולא ניתן היה להתפשר עליה ליעילות רבה יותר. ישנם חיסונים מאושרים על בסיס חומצת גרעין כדי לשלוט בהתפשטות ה-COVID-19. יש להמשיך במעקב אחר המשתתפים. יש צורך ללמוד על תופעות הלוואי של חיסון נגד COVID-19 על בסיס חומצת גרעין. יתרה מכך, הערכה מחודשת של חיסונים ופיתוח חיסונים רב ערכיים, או אסטרטגיות פאן-קורונה, מבטיחות בהתחשב בהופעתם מחדש של גרסאות חדשות לדאגה.

טבלה 1 ניסויים קליניים וחיסוני COVID-19 מאושרים ומאפייניהם

הפניות

Abdelmageed MI et al (2020) עיצוב של חיסון פפטיד מבוסס מולטי-אפיטופים נגד חלבון E של COVID אנושי-19: גישת אינפורמטיקה אימונו. Int J Biomed Clin Anal. https://doi.org/ 10.1155/2020/2683286

Abera G, Berhanu G, Tekewe A (2012) Ribozymes: אנזימי חומצות גרעין עם יישומים פרמצבטיים פוטנציאליים: סקירה. פרמקופור 3:164–178

Ahn JY et al (2022) בטיחות ואימונוגניות של שני חיסוני DNA רקומביננטי COVID-19 המכילים את האזורים המקודדים של הספייק או הספייק וחלבוני נוקלאוקפסיד: ניתוח ביניים של שני ניסויים פתוחים, לא אקראי, שלב 1 אצל מבוגרים בריאים. Lancet Microbe 3:e173–e183. https://doi.org/10.1016/ S2666-5247(21)00358-X

Aihara H (1998) העברת גנים של Miyazaki J. לתוך השריר על ידי קצבה אלקטרו in vivo. Nat Biotechnol 16:867–870. https://doi.org/10. 1038/nbt0998-867

Alberer M et al (2017) בטיחות ואימונוגניות של חיסון נגד כלבת mRNA במבוגרים בריאים: ניסוי קליני פתוח, לא אקראי, פרוספקטיבי, שלב 1 ראשון באדם. The Lancet 390:1511–1520.https://doi.org/10.1016/s0140-6736(17)31665-3

Amante DH et al (2015) דפוסי טרנספקציה של עור וקינטיקה של ביטוי של אספקת פלסמיד משופרת באמצעות אלקטרופורציה באמצעות ה-CELLECTRA-3P, מכשיר נייד מהדור הבא של אלקטרופורציה עורית. שיטות טיפול בגנים אנושיים 26:134–146. https://doi.org/10.1089/hgtb.2015.020

Anand P, Stahel VP (2021) סקור את הבטיחות של חיסון mRNA Covid-19: סקירה. חולה סף כירורג 15:20. https://doi.org/10.1186/ s13037-021-00291-9

Baden LR et al (2021) יעילות ובטיחות של חיסון 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) חיסון גנטי: חיידקים ככלי העברת חיסון DNA. Hum Vaccin 4:189-202.https://doi.org/10.4161/hv.4.3.6314

Borah P et al (2021) פרספקטיבות על מועמדים לחיסון RNA ל-COVID-19. פרונט מול ביוסקי. https://doi.org/10.3389/fmolb. 2021.635245

Brocato RL וחב' (2021) יעילות מגן של חיסון DNA מסוג SARS-CoV-2 באוגרים סוריים מסוג פרא ודיכוי חיסון. Npj Vaccines 6:1–7.https://doi.org/10.1038/s41541-020-00279-z

Brüssow H (2020) מאמצים לקראת חיסון נגד COVID-19. Environ Microbiol 22:4071–4084. https://doi.org/10.1111/1462-2920. 15225

Buchholz UJ et al (2004) תרומות של החלבונים המבניים של וירוס קורונה תסמונת נשימתית חריפה לחסינות מגן. Proc Natl Acad Sci 101:9804–9809. https://doi.org/ 10.1073/pnas.0403492101

Campbell JD (2017) פיתוח אדג'ובנט CpG 1018: מחקר מקרה. חיסון אדג'וב. https://doi.org/10.1007/ 978-1-4939-6445-1-2

Carter C et al (2019) בטיחות ואימונוגניות של חיסון עונתי נגד שפעת עונתית DNA, ואחריו חיסון מומת תלת-ולנטי הניתן תוך-עורית או תוך שרירי במבוגרים בריאים: ניסוי קליני אקראי שלב 1 פתוח. PLoS One 14:e0222178. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0222178

Chapin-Bardales J, Gee J, Myers T (2021) ריאקטוגניות לאחר קבלת חיסוני COVID-19 מבוססי mRNA. JAMA. https://doi. org/10.1001/jama.2021.5374

Chen Y, Cheng L, Lian R, Song Z, Tian J (2021) מחקר חיסוני COVID-19 מתמקד בבטיחות, יעילות, אימונואינפורמטיקה, וייצור ואספקת חיסונים: ניתוח ביבליומטרי המבוסס על VOSviewer. מגמות ביוסקיות. https://doi.org/10.5582/bst.2021. 01061

Choi Y, Chang J (2013) וקטורים ויראליים ליישומי חיסון. Clin Exp Vaccine Res 2:97.https://doi.org/10.7774/cevr.2013.2.2.97

Chowdhury MA, Hossein N, Kashem MA, Shahid MA, Alam A (2020) Immune response in COVID-19: A review. J להדביק בריאות הציבור. https://doi.org/10.1016/j.jiph.2020.07.001

Coban C, Kobiyama K, Jounai N, Tozuka M, Ishii KJ (2013) חיסוני DNA: עניין פשוט של חישת DNA? Hum Vaccin Immunother 9:2216–2221.https://doi.org/10.4161/hv.25893

Conforti A et al (2022) COVID-eVax, מועמד לחיסון DNA עם electroporation המקודד ל-SARS-CoV-2 RBD, מעורר תגובות הגנה במודלים של בעלי חיים. מול ת'ר 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) מועמד לחיסון DNA ליניארי המקודד לתחום המקשר לקולטן SARS CoV-2 מעורר תגובה חיסונית חזקה ונוגדנים מנטרלים בחתולי בית. 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) פיתוח ניסוחים המשפרים את היציבות הפיזית של וקטורים ויראליים לטיפול גנטי. Gene Ther 8:1281–1290.https://doi.org/10.1038/sj.gt.3301527

Cu Y et al (2013) אספקה ​​ועוצמה משופרים של חיסוני mRNA מגבירים עצמיים על ידי אלקטרופורציה באתרו. חיסונים 1:367–383. https://doi.org/10.3390/vaccines1030367