¿Qué es una vacuna de ADN? ¿Cuáles son los componentes antigénicos?
El desarrollo de vacunas de ADN es otro gran avance de la tecnología de ingeniería genética en la investigación de vacunas. El gen del antígeno se recombina en un vector de expresión eucariota y se inyecta directamente o se empaqueta en el cuerpo para expresar el antígeno correspondiente e inducir al cuerpo a producir una respuesta inmune. Se trata de un nuevo tipo de vacuna con gran potencial de desarrollo [2].
Vacuna de ADN; medicina veterinaria
En los últimos años, muchas enfermedades infecciosas virales del ganado y las aves de corral no se pueden prevenir con vacunas tradicionales, como las vacunas inactivadas y las vacunas atenuadas. La aparición de las vacunas de ADN ha mejorado esta situación. El ADN plasmídico que codifica diferentes tipos de genes antigénicos, como virus, bacterias y parásitos, puede inducir respuestas inmunitarias fuertes y duraderas en vertebrados como mamíferos, aves y peces. Las vacunas de ADN se denominan "vacunas de tercera generación", después de las vacunas inactivadas, las vacunas atenuadas y las vacunas de subunidades, y tienen amplias perspectivas de desarrollo.
1 Introducción a las vacunas de ADN
Las vacunas de ADN, también conocidas como vacunas de ácido nucleico o vacunas genéticas, son ADN plasmídico de expresión eucariota (a veces ARN) que codifica inmunógenos o está relacionado con inmunógenos. Puede ingresar al cuerpo del animal a través de ciertos canales y ser transcrito, traducido y expresado por las células huésped para expresar proteínas antigénicas, estimulando al cuerpo a producir respuestas inmunes específicas y no específicas, desempeñando así un papel protector inmunológico.
Las vacunas de ADN tienen muchas ventajas: ① Los vectores de vacunación de ADN (como los plásmidos) tienen una estructura simple y el proceso de purificación del ADN plasmídico es simple, por lo que el costo de producción es bajo y adecuado para la producción a gran escala; ② La clonación molecular de ADN es relativamente fácil y se puede realizar en cualquier momento según sea necesario. Actualizar las vacunas de ADN. ③ Las moléculas de ADN son muy estables y se pueden convertir en vacunas de ADN liofilizadas. Cuando se utiliza, la actividad original se puede restaurar en una solución salina para facilitar su transporte y almacenamiento. ④ Más segura que las vacunas tradicionales. Aunque las vacunas de ADN tienen la misma inmunogenicidad que las vacunas atenuadas, pueden activar los linfocitos T citotóxicos e inducir inmunidad celular. Sin embargo, dado que la secuencia de ADN sólo codifica un único gen viral, básicamente no hay posibilidad de reversión de la toxicidad, por lo que no hay riesgo de aumento de la virulencia de la vacuna atenuada (Davis et al., 1999), y debido a que los epítopos relacionados con el antígeno de la vacuna de ADN están en el sistema inmunológico. Por lo tanto, a diferencia de las vacunas atenuadas o de subunidades, las vacunas de ADN perderán epítopos (Donnelly et al., 1999). ⑤ El plásmido en sí puede usarse como adyuvante, por lo que las vacunas de ADN no requieren adyuvantes, lo que reduce los costos y es conveniente de usar (Babiuk et al., 1999). Simplemente mezclando múltiples ADN plasmídicos, se pueden obtener antígenos con propiedades bioquímicas similares ( (como los de la misma vacuna) pueden ser diferentes cepas del patógeno) o diferentes antígenos del patógeno se combinan en una vacuna multivalente, lo que permite que la vacuna de ADN induzca protección inmune contra múltiples epítopos, lo que aumenta en gran medida la flexibilidad de la producción de vacunas de ADN.
Aplicación de la vacuna de ADN
2.1.1 La inmunización del virus de la pseudorabia (PRV) en cerdos con ADN plasmídico que codifica los genes PRVgC o gD puede inducir la producción de anticuerpos protectores e inmunidad celular. eficaz para mezclar varios ADN plasmídicos que codifican gB, gC y gD para guiar las respuestas inmunitarias (Gerdts V et al., 1997; Rooij E M et al., 1998).
2.1.2 Virus de la influenza porcina (VIH) Los resultados experimentales de Mackling et al (1998) mostraron que el ADN plasmídico que codifica la hemaglutinina (HA) y la proteína de la nucleocápside (NP) de la cepa VIH1 estaba envuelto con oro. Usando una pistola genética para bombardear la epidermis de los cerdos para la inmunización, el ADN plasmídico HA puede hacer que los cerdos produzcan una respuesta inmune en las mucosas y resistan el ataque del virus de la influenza.
2.1.3 La glicoproteína principal de la envoltura GP5 codificada por el fragmento del gen PRRS ORF5 del virus del síndrome respiratorio y reproductivo porcino (PRRS) es una de las tres proteínas estructurales principales del virus. El ADN plasmídico que contiene el gen ORF5 puede inducir a los cerdos a producir anticuerpos neutralizantes de GP5 específicos. Además, las células mononucleares de sangre periférica de cerdos inmunizados pueden sufrir reacciones de transformación en presencia de la proteína recombinante GP5, lo que indica la generación de inmunidad celular específica de GP5 (Pirzadeh B et al., 1998). Meng (2000) clonó el gen GP5 en un plásmido de expresión eucariota bajo el control del promotor temprano del citomegalovirus (CMV) para preparar una vacuna de ADN. Después de inmunizar a los lechones, puede inducir la producción de anticuerpos y mostrar buenos efectos protectores después de ser desafiados. en el laboratorio.
2.1.4 Virus de la fiebre aftosa (FMDV) Clonar el ADNc del genoma completo del virus de la fiebre aftosa en un plásmido, eliminar la secuencia de ADN que codifica el sitio de unión celular de la proteína de la nucleocápside VP1 y construir para uso intramuscular o intradérmico ADN plasmídico inyectado.
De 2 a 4 semanas después de la inmunización inicial, todos los cerdos pudieron producir anticuerpos neutralizantes de virus específicos, que mostraron una protección parcial en experimentos de exposición al virus (Ward G et al., 65438
2.1.5 Peste porcina clásica (CSFV) Yu Xinglong et al. (2000) construyeron cuatro plásmidos de expresión eucariotas diferentes del gen E2 del antígeno protector principal del CSFV. Los resultados de las pruebas inmunes en ratones mostraron que diferentes regiones funcionales del gen E2 tienen diferentes respuestas inmunes a las vacunas genéticas. impacto El gen E2 que contiene una secuencia de péptido señal puede inducir una respuesta inmune específica. Sin embargo, el gen E2 sin una secuencia de región transmembrana puede inducir una respuesta inmune más fuerte que el gen E2 con una secuencia de región transmembrana. La secuencia puede inducir una respuesta inmune más fuerte. El gen no puede inducir una respuesta inmune específica del CFSV. Los resultados de la prueba de protección mostraron que los conejos inmunizados podían resistir al menos 10 dosis de la vacuna atenuada del CSFV (HCIV) en la dosis infecciosa más baja (. MID). /p>
2.2.1 La vacuna de ADN del virus respiratorio sincitial bovino (BRSV) construida utilizando el gen BRSV G tiene una respuesta inmune más fuerte que la inyección intradérmica o intramuscular al inmunizar a los terneros.
2.2 .2 El virus del herpes bovino (BHV) es causado por la vacuna de ADN plasmídico del gen BHV 1 gD. El ganado inmunizado puede producir anticuerpos neutralizantes altos y medios. Después de la prueba de exposición, se encontró que la cantidad de virus eliminado en el grupo inmune era significativamente menor. que en el grupo no inmune (schrijver R S et al., 1997). Esta vacuna puede inducir respuestas inmunes mediante inyección intramuscular o intradérmica (Meng Songshu et al., 2000). BVDV) que expresa el ADN plasmídico de la glicoproteína principal E2 de BVDV1 puede producir anticuerpos neutralizantes del virus y respuestas de proliferación celular específicas de antígeno; se realizó una prueba de provocación 16 semanas después de la inmunización y se descubrió que el ganado inmunizado puede producir una fuerte respuesta de anticuerpos con memoria contra BVDV1 y 2. los anticuerpos neutralizantes del suero tienen protección inmune parcial en el ganado (Cox G J et al., 1993)
2.3.1 Virus de la enfermedad de Newcastle (DNV) Sakaguchi et al (1996) Insertar el gen NDV F en el. vector plasmídico, y la expresión del gen F está controlada por el potenciador temprano del citomegalovirus y el pollo β? Cuatro de cada cinco pollos inyectados con una mezcla de plásmido lineal y lipofectamina produjeron altos niveles de anticuerpos anti-proteína F, mientras que los pollos inyectados con El plásmido circular cerrado no pudo producir anticuerpos. Después de 9 semanas de inmunización, los pollos experimentales con anticuerpos en sus cuerpos pudieron resistir el ataque de la dosis letal
2.3.2 Virus de la laringotraqueitis infecciosa (ILT). El plásmido de expresión eucariota recombinante que contiene los genes gB, gC y gD de la cepa Wanggang del virus de la laringotraqueitis infecciosa y el plásmido vector vacío. Los polluelos se inyectaron en grupos y se observó el efecto de protección inmune después del desafío. induce una respuesta inmune y la tasa de protección inmune alcanzó el 79%. Puede usarse como suplemento para prevenir el ILV. ?
2.3.3 Virus de la influenza aviar Robinson et al. (1993) aplicaron por primera vez una vacuna de ADN en pollos. La inmunización de pollos de 3 semanas de edad con plásmidos (ADN) que codifican el gen de la hemaglutinina (HA) de la cepa H7N9 del virus de la influenza aviar a través de diferentes vías (inyección intravenosa, inyección intraperitoneal e inyección subcutánea) puede brindar protección contra la exposición intranasal a dosis letales de H7N9. virus 50% de protección. Fyna et al. (1993) codifican H7? Se utilizó ADN plasmídico HA para inmunizar pollos de 3 semanas de edad mediante inyección intravenosa, inyección intramuscular, inyección subcutánea, gotas para los ojos, inyección intraquística y gotas intranasales. La segunda vacuna se aplica 4 semanas después. En la semana 6, cuando se los expuso a una dosis letal de H7N7, la tasa de supervivencia de los pollos vacunados fue del 10% al 63%, mientras que la tasa de supervivencia del grupo de control fue sólo del 2%. Entre ellos, múltiples vías, como la inyección intravenosa e intramuscular, tienen el mismo efecto inmunológico, que es mejor que una única vía, como la inyección intramuscular, las gotas para los ojos, la bolsa de Fabricio y las gotas nasales. ¿Kodihari et al. (1997) codificarían H5? Se inmunizaron pollos con 0,25, 0,5, 65, 438+0,5 o 65, 438+00 µg de ADN plasmídico HA, y se utilizó 100LD después de 4 semanas. El 50 % de las cepas Ty/lre/83 fueron expuestas por vía intranasal con tan solo 0,25 μg de ADN, y el 50 % de los pollos vacunados sobrevivieron. Las dosis de 1, 5 y 10 μg pueden resistir completamente el ataque de dosis letales del virus. Las vacunas de ADN también pueden proporcionar una protección del 95% contra dosis letales de antígenos mutantes, lo que demuestra que las vacunas de ADN contra la influenza tienen amplias perspectivas de desarrollo.
La vacuna de ADN del gen de hemaglutinina del subtipo H7 desarrollada en mi país puede inducir con éxito una respuesta inmunoprotectora en una dosis muy pequeña y bloquear eficazmente la infección y la desintoxicación de virus homólogos de influenza aviar de baja virulencia en el cuerpo. La vacuna de ADN de hemaglutinina del subtipo H5 tiene buena inmunogenicidad. La inyección intramuscular puede obtener protección inmune contra ataques virulentos homólogos y puede bloquear eficazmente el efecto de desintoxicación de pollos vivos inmunoprotegidos.
3 Seguridad de las vacunas de ADN Aunque las personas tienen dudas sobre la seguridad del uso de las vacunas de ADN y les preocupa que el ADN pueda integrarse en el cromosoma de la célula huésped y causar mutaciones de inserción, muchos resultados de investigaciones no han encontrado mutaciones de inserción. fenómeno de mutaciones. El ADN plasmídico se degrada lentamente en los animales, no causa autoinmunidad en los animales (Chen Hualan et al., 1998) y no se transmitirá a generaciones futuras con óvulos y espermatozoides.
Otras especies también serán inactivadas cuando entren en la cadena biológica, causando poca contaminación ambiental, por lo que el riesgo es mucho menor que el de las vacunas actuales.