Vaksin DNA, yang sering disebut sebagai vaksin generasi ketiga, menggunakan DNA rekayasa untuk mendorong tindak balas imunologi pada inang terhadap bakteria, parasit, virus, dan berpotensi barah.
Vaksin tradisional
Vaksin yang kini tersedia untuk populasi global termasuk vaksin untuk campak, gondok, rubela, virus influenza musiman, tetanus, polio, Hepatitis B, barah serviks, difteria, pertusis, dan vaksin untuk penyakit lain yang endemik ke wilayah tertentu di dunia.
Sebilangan besar vaksin ini memberikan imuniti dengan mendorong tindak balas imun adaptif khusus antigen pada inang.
Lebih khusus lagi, vaksin ini memperlihatkan sistem kekebalan tubuh kepada epitop yang berasal dari patogen, yang membolehkan sistem kekebalan tubuh mengembangkan antibodi yang dapat mengenali dan menyerang agen berjangkit ini jika inang yang divaksin menemui patogen ini di masa depan.
Walaupun vaksin konvensional sangat penting untuk mencegah penyebaran banyak penyakit berjangkit, pembuatan vaksin ini memerlukan penyelidik untuk menangani patogen hidup. Pengendalian patogen ini bukan sahaja dapat menimbulkan masalah keselamatan bagi orang yang mengembangkan vaksin, tetapi risiko pencemaran oleh patogen ini juga menjadi perhatian.
Tantangan yang berkaitan dengan pengembangan vaksin konvensional telah menyebabkan penyelidikan beberapa pendekatan vaksin alternatif yang dapat digunakan untuk penyakit menular dan tidak menular.
Salah satu vaksin alternatif yang mendapat perhatian besar adalah vaksin berasaskan DNA. Vaksin berasaskan DNA dianggap lebih stabil, menjimatkan kos, dan lebih mudah dikendalikan daripada vaksin tradisional.
Bagaimana vaksin DNA berfungsi?
Seperti jenis vaksin lain, vaksin DNA mendorong tindak balas imun yang adaptif. Prinsip asas asas di sebalik vaksin DNA adalah penggunaan plasmid DNA yang menyandikan protein yang berasal dari patogen di mana vaksin akan disasarkan.
Plasmid DNA (pDNA) tidak mahal, stabil, dan agak selamat, dengan itu membolehkan platform bukan virus ini dianggap sebagai pilihan yang sangat baik untuk penghantaran gen. Beberapa vektor virus yang berbeza yang digunakan untuk sumber pDNA termasuk onco-retrovirus, lentivirus, adenovirus, virus yang berkaitan dengan adeno, dan Herpes simplex-1.
Apabila suntikan intramuskular vaksin DNA diberikan, pDNA akan mensasarkan mosit. Vaksin DNA juga dapat diberikan melalui suntikan subkutan atau intradermal, untuk menargetkan keratinosit. Terlepas dari tempat suntikan, pDNA akan mentransfusikan mosit atau keratinosit. Sel-sel ini kemudiannya akan mengalami apoptosis.
Sel yang mengalami apoptosis akan melepaskan serpihan membran kecil yang dikenali sebagai badan apoptosis. Badan apoptosis ini mencetuskan endositosis serpihan sel oleh sel dendritik yang belum matang (iDC). Aktiviti iDC kemudian dapat memulakan penghasilan antigen eksogen, yang secara eksklusif ditunjukkan oleh kelas histocompatibility utama II (MHCII).
Penyampaian antigen ke MHCII mengaktifkan penolong CD4+ Sel T, yang menyumbang kepada penambahan sel B dan akhirnya membolehkan tindak balas imun humoral dibuat. Tindak balas imun humoral ini diperlukan untuk mengaktifkan pengeluaran CD8+ Sel T.
Selain bertindak pada myocytes atau keratinocytes, setiap kaedah pemberian vaksin DNA juga dapat mengtransfeksi sel-sel antigen (APC) yang terletak berhampiran tempat suntikan. Laluan transfeksi langsung ini menghasilkan ekspresi transgen endogen dan persembahan antigen selari melalui MHCI dan MHCII, sehingga menghasilkan kedua-dua CD8+ dan CD4+ Sel T.
Apa vaksin DNA yang sedang dikembangkan?
Saat ini, tidak ada vaksin DNA yang telah disetujui untuk digunakan secara meluas pada manusia. Walau bagaimanapun, beberapa vaksin berasaskan DNA telah disetujui oleh Pentadbiran Makanan dan Dadah Amerika Syarikat (FDA) dan Jabatan Pertanian Amerika Syarikat (USDA) untuk penggunaan veterinar, termasuk vaksin terhadap virus West Nile pada kuda dan vaksin melanoma untuk anjing.
Walaupun vaksin berdasarkan DNA belum disetujui untuk digunakan di masyarakat umum, beberapa ujian klinikal manusia yang sedang dilakukan terhadap vaksin DNA dilakukan. Menurut Perpustakaan Perubatan Nasional AS, lebih daripada 160 vaksin DNA yang berlainan sedang diuji dalam ujian klinikal manusia di Amerika Syarikat. Dianggarkan bahawa 62% daripada percubaan ini dikhaskan untuk vaksin barah dan 33% digunakan untuk vaksin terhadap virus imunodefisiensi manusia (HIV).
Salah satu ujian klinikal pertama pada vaksin DNA menyelidiki potensi kesan terapi dan profilaksis vaksin DNA terhadap HIV. Walaupun beberapa tahap imunogenisiti dikesan dalam percubaan ini, tidak ditemukan tindak balas imun yang signifikan. Kebolehubahan HIV yang tinggi memungkinkan virus ini menyerang sistem imun tuan rumah melalui beberapa mekanisme yang berbeza.
Akibatnya, para saintis yang berusaha mengembangkan vaksin berdasarkan DNA terhadap HIV telah menemukan bahawa beberapa strategi pemula yang berbeza, agen penambahbaikan, dan perubahan jadual suntikan mesti dinilai dengan teliti untuk merancang vaksin DNA terbaik untuk HIV.
Arah masa depan
Walaupun banyak vaksin berasaskan DNA sedang diuji pada manusia di seluruh dunia, beberapa cabaran masih menghalang jalannya vaksin ini diterjemahkan ke klinik. Salah satu cabaran terbesar yang berkaitan dengan vaksin DNA adalah rendahnya imunogenisitas pada haiwan dan manusia yang lebih besar.
Para penyelidik percaya bahawa jumlah DNA yang lebih tinggi dalam lingkungan 5 hingga 20 mg perlu disuntik ke dalam manusia berukuran rata-rata untuk meningkatkan imunogenik vaksin berdasarkan DNA. Cabaran lain dari vaksin berasaskan DNA melibatkan pengoptimuman transfeksi, yang dapat dicapai melalui penggabungan beberapa parameter seperti penggalak virus / eukariotik hibrid atau pengoptimuman kodon antigen.
Secara bersama, vaksin DNA yang ideal akan mengelakkan degradasi ekstraselular dan berjaya memasuki inti sel sasaran untuk mendorong tindak balas imun jangka panjang.
.