1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Initiative Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

نانوذراتِ بر پایه‌ی ویروس به عنوان پلتفرمی برای فناوری‌های ساخت واکسن‌های نوین

افراد مقاله : ‌ مترجم - آیدین هادی فکور

موضوع : علم و پژوهش کلمات کلیدی : واکسن - ایدز - ویروس - سرطان تاریخ مقاله : 1397/01/16 تعداد بازدید : 390

مهندسی در سطح نانومقیاس انقلابی در پیشرفت واکسن‌ها و ایمنی‌درمانی به‌وجود آورده است. ویروس‌ها نقشی اساسی در این زمینه بازی کرده‌اند زیرا آن‌ها می‌توانند به عنوان نانوداربست‌هایی با ویژگی‌های منحصربه‌فرد به‌کار برده شوند که به راحتی قابل تنظیم هستند. ویروس‌ها از راه‌های مختلفی ایمنی‌زا هستند و آنتی‌ژن‌هایی که به‌طور طبیعی یا به‌طور مهندسی شده بر روی سطح نمایان می‌شوند می‌توانند برای تولید واکسن در برابر ویروس‌های کاگنیت، بیماری‌زاها، مولکول‌های ویژه یا اهداف سلولی خاص مانند تومور مورد استفاده قرار بگیرند. این مقاله‌ی مروری، بر روی گسترش سیستم‌های نانوذرات بر پایه‌ی ویروس متمرکز شده است که برای جلوگیری و یا درمان بیماری‌های عفونی، بیماری‌های مزمن، سرطان و اعتیاد کاربرد دارند.

 

مقدمه

واکسن‌ها برای بیرون کشیدن یک پاسخ قوی از سیستم ایمنی بدن و برای تولید ایمنی طولانی مدت به‌وسیله‌ی تولید آنتی‌بادی‌های خنثی کننده، فعال‌سازی ایمنی سلولی و به‌وجود آوردن حافظه‌ی سلولی طراحی شده‌اند [1و2]. اولین نمونه‌های واکسیناسیون افرادی بودند که به واسطه‌ی قرارگرفتن در مقابل پودرهای عفونی گال، در مقابل آبله مصونیت پیدا کردند. در هر صورت، ادوارد جنر اولین نسخه‌ی رسمی واکسن را در سال 1798 تجویز کرد، او زمانی اینکار را انجام داد که مشاهده کرد زنان شیر فروشی که پیشتر به کوموپیسیته‌های ضعیف‌تر مبتلا می‌شوند در مقابل آبله مصونیت دارند. در سال 1967 سازمان بهداشت جهانی (WHO) طرح ریشه‌کن کردن آبله را شروع کرد و در سال 1980 این برنامه به پایان رسید [3]. از آن زمان، برنامه‌های ریشه‌کنی برای سایر بیماری‌ها مانند فلج اطفال، سرخک، اوریون، سرخچه و مالاریا اجرا شده است [4و5]. برای بیماری‌های عفونی همه‌گیر دیگری مانند هپاتیت بی، هاری، سیاه زخم و وبا نیز واکسن تولید شده است [6-9]. گسترش واکسن‌ها به علت کاهش هزینه‌های بیماری‌های همه‌گیری که سابقا باعث مریضی‌ها و مرگ و میرهای فراوانی می‌شد، اثرات اجتماعی-اقتصادی بزرگی به همراه داشته است. با این حال، چندین عامل بیماری‌زا وجود دارند که نمی‌توان آن‌ها را به‌وسیله‌ی واکسن کنترل کرد، مانند ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV) و ویروس تب هموراژیک که در غرب آفریقا منجر به شیوع بیمای ابولا شد. اخیرا واکسن‌هایی برای بیماری‌های غیرعفونی مانند سرطان و بیماری‌های مزمن در دست تولید است.

 

نانوذرات بر پایه‌ی ویروس به عنوان سکویی برای فناوری‌های نوین

واکسن‌های بر پایه‌ی نانوذرات با استفاده از گستره‌ی فراوانی از مواد، توسعه داده شده‌اند (شکل 1)، از آن میان می‌توان به ذرات سنتز شده (طلا، پلیمر یا چربی‌های میسیلس) و ذرات بیولوژیک (اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها، ویروس‌ها) اشاره کرد [10و 11]. دو گونه‌ی کلی ذرات را در دسته‌بندی ذرات بیولوژیکی مورد بررسی قرار می‌دهیم: نانوذرات بر پایه‌ی ویروس (VNPs) که شامل کسپید اصلاح شده‌ی در برگیرنده‌ی ژنوم ویروس هستند و نانوذرات ویروس-مانند (VLPs) که تنها شامل ترکیبات پروتئین است.

موادی که بر پایه‌ی ویروس هستند ویژگی‌های بسیار مفیدی دارند. ساختار چندبنیانی پروتئین‌دار بسیار منظم زمانی که با کمک کننده‌های مناسب ترکیب می‌شوند معمولا پاسخ‌های محکم سلولی و هومورال به همراه خواهند داشت [12]. آن‌ها آنتی‌ژن‌ها را در یک آرایه‌ی منظم (که ارتباطات سلول‌های B و فعالیت‌های پس از آنرا ارتقاء می‌بخشد) و الگوی مولکولی وابسته به بیماری (PAMPs) نشان می‌دهند که در نهایت پاسخ‌های ایمنی مختص آنتی‌ژن و طولانی مدت‌تری از آنتی‌ژن‌های حل‌شونده به همراه دارند [13-15]. RNAهای ویروسی تک رشته‌ای (ssRNA) که در VNPs پیدا می‌شود نیز نوعی PAMP است که یک لیگاند طبیعی برای دریافت کننده‌های عوارضی- مانند 7 و 8 که باعث بیان سیتوکین هستند محسوب می‌شوند [16-19]. محدوده‌ی ذرات ویروس (20 تا 500 نانومتر) به این معنی است که آن‌ها به‌خوبی به‌وسیله‌ی سلول‌های بیان کننده‌ی آنتی ژن (APCs) شامل سلول‌های دندریت (DCs) و سلول‌های بیگانه خوار دیگر حمل می‌شوند، بنابراین باعث تحریک تی‌سل‌ها می‌شوند [20و 21].

واکسن‌های ویروسی را می‌توان به چهار دسته تقسیم کرد (شکل 2): واکسن زنده، غیرفعال، واکسن‌های ساب‌یونیت و ساختارهای VNP/VLP بومی یا نوترکیب. مورد آخر از دیگر انواع واکسن‌ها ایمن‌تر است زیرا خطر واگیری وجود ندارد ولی همچنان از ویروس‌های غیرفعال و واکسن‌های ساب‌یونیت قوی‌تر است زیرا بدون استفاده از دزهای قوی دارو می‌تواند یک پاسخ ایمنی قوی به‌وجود آورد [22و 23]. VLPهای بومی فاقد ژنوم‌های ویروسی‌اند اما در عوض کاملا همانند ویروس‌های عفونی هستند که این مسئله باعث ایمنی‌زایی آن‌ها می‌شود اما آن‌ها قابلیت تکثیر ندارند. این ویژگی‌ها زمانی مناسب است که ویروس‌های بومی تکثیر شده و باعث بیماری در انسان‌ها می‌شوند. VNPها ژن‌ها را نگه می‌دارند بنابراین تولید آن‌ها به‌وسیله‌ی تکثیر طبیعی ویروس‌ها آسان‌تر است. به طور مشخص این فرمت زمانی که ویروس بومی به‌طور طبیعی در بدن انسان تکثیر نمی‌شود مناسب است به عنوان مثال باکتریوفاژها (باکتری خوارها) و ویروس‌های گیاهی. فرمت‌های VLP/VNP نوترکیب یک لایه‌ی اضافی مهم به‌وجود می‌آورند زیرا آن‌ها برای رساندن اپیتوپ‌های آنتی‌ژنی ویروس‌های همتا یا هر آنتی‌ژن مرتبط با بیماری دیگری می‌توانند مهندسی شوند. VLPها و VNPها می‌توانند در سیستم‌های تولیدی غیرمتجانس تولید شوند که شامل گیاهان، سلول‌های پستانداران، مخمرها و باکتری‌ها می‌شود [24].

 

مهندسی شیمیایی و ژنتیکی اسکلت‌های برپایه‌ی ویروس

ویروس‌ها دربردارنده‌ی تعداد زیادی کپی‌های همسان، از یک یا تعداد زیادی پروتئین‌ پوششی هستند که به‌صورت مارپیچی یا بیست‌وجهی سازمان یافته‌اند تا یک کپسید که ژنوم‌ها را دربر می‌گیرد تشکیل دهند. جداسازی‌های در مقیاس اتمی باعث حل شدنِ ساختار بسیاری از کپسیدهای ویروس می‌شود که این مسئله اجازه‌ی بهینه‌سازی‌های منطقه‌ای و نمایش چندبنیانی اپیتوپ‌های آنتی‌ژن در مناطق انتهایی N/C یا در چرخه‌های سطحی ویژه‌‌‌ی پروتئین‌های پوششی را فراهم می‌کند. اپیتوپ‌ها یا دیگر مولکول‌های ایمنی‌برانگیز (immunostimulatory) می‌توانند به‌وسیله‌ی مهندسی شیمییایی یک پس‌مانده (شکل 3) و یا مهندسی ژنتیک توالی پروتئین پوششی (شکل 4) معرفی شوند [25].

 

 استراتژی‌های جفت‌شدگی‌های شیمیایی

توالی‌های پپتید آنتی‌ژنیک می‌توانند به‌وسیله‌ی استراتژی‌های بهینه‌سازی شیمیایی به پروتئین پوششی ویروس اضافه شوند. این استراتژی‌ها 5تا از 20 عدد آمینواسیدهایی که به‌طور طبیعی به‌وجود می‌آیند را هدف قرار می‌دهند: لیزین (گروه عاملی آمین) ، اسید گلوتامیک و آسپارتاتیک (گروه عاملی کربوکسیلات) ، سیستئین (گروه عاملی تیئول) و تیروزین (گروه عاملی هیدروکسی). آمینوها می‌توانند در میان تشکیل پیوند آمید (پپتید) به صورت کووالانسی به گروه‌های کربوکسیلات بپیوندند که این روند به‌وسیله‌ی عامل‌های جفت‌سازی مانند ۱-اتیل-۳- (۳-دی‌متیل‌آمینوپروپیل) کربودی‌ایمید (EDC) تسهیل می‌شود. پس‌مانده‌های گلوماتیک و آسپارتیک اسید شامل گروه‌های کاربوکسیلاتی هستند که می‌توانند با استفاده از EDC بهینه شوند تا با با پپتیدهای عامل‌دار شده‌ی آمینو واکنش دهند که منجر به تشکیل پیوندهای آمینوی پایدار که در تصویر آینه‌ای در شکل بالا نشان داده شده است، می‌شود. پس‌مانده‌های سینتیک شامل گروه‌های تیئول است که می‌توانند با هالوآتیزیل‌ها یا ملایمیدها واکنش نشان دهند. در نهایت، پس‌مانده‌های تیروزین شامل یک گروه هیدروکسیل فنل هستند که می‌تواند با استفاده از استراتژِیهای اتصال دیازونیم اصلاح شود، اگرچه این فرایند پیچیده‌تر از سایر واکنش‌های ذکر شده در بالا است.

همانند این استراتژِی مستقیم بیوجفت‌شده، پیوند دهنده‌های دوعاملی می‌توانند برای معرفی عامل‌های اضافی که به صورت طبیعی در پروتئین پوششی ویروس یافت نمی‌شود مورد استفاده قرار بگیرند. واکنش‌های بیو-ارثوگونال که شامل «شیمی کلیک» مانند Cu (I) - catalyzed azide-alkyne cycloaddition است به‌طور ویژه مفید هستند زیرا کینتیک واکنش نسبت به جفت‌شدگی استاندارد بسیار کاراتر است.

لیگاندهای پوششی می‌توانند به‌وسیله‌ی بیوجفت‌شدگی‌های آزید یا آلکین-NHS استر به زنجیره‌ی جانبی لیزین معرفی شوند، یا اینکار در حین مشارکت‌های آمینواسیدهای غیر طبیعی درون‌تنی انجام می‌شود. شیمی گوناگونی که برای مهندسی ویروس به‌کار برده شد با جزئیات بررسی شده است.

 

استراتژِی­های مهندسی ژنتیک

برخلاف نانوذرات سنتزشده، VNPها می‌توانند نه‌تنها به‌صورت شیمیایی بهینه شوند بلکه اینکار به‌صورت ژنتیکی نیز می‌تواند انجام شود به عنوان مثال، توالی اسید نوکلئیک که پروتئین پوششی را رمزگشایی می‌کند می‌تواند برای مبادله‌ی آمینو‌اسیدهای ویژه یا معرفی آمینو‌اسیدهای مجاور اضافی برای تشکیل اپیتوپ‌های خطی به‌کار برده شود. سه رهیافت اصلی برای تزریق پپتیدهای اضافی به پروتئین‌های پوششی ویروسی، منجر به گداخت پروتئین پوششی یا بافت ناهمسان می‌شود: گداخت مستقیم، گداخت پیوند دهنده و استراتژِی «پروتئین اورکت». در رهیافت گداخت مستقیم، پپتید خارجی به‌صورت مستقیم به انتهای آمینو (N-terminus) [26-28] یا C-terminus [28-31] در پروتئین پوششی مرتبط می‌شود یا به حلقه‌های سطحی انعطاف‌پذیر که در سطح کپسید وجود دارد لینک می‌شود [29 و 32]. اگرچه سطوح خارجی معمولا برای معرفی آنتی‌ژن‌های بومی که به‌وسیله‌ی B Cellها‌شناسائی می‌شود انتخاب می‌شوند، اما سطح داخلی شاید در بعضی کاربردهایی که شامل ارائه‌ی پپتیدها است مناسب‌تر باشد [33 و 34]. در مقابل، گداخت پیوند دهنده، شامل یک توالی کوتاه آمینو اسیدها (به عنوان مثال، چندین پس‌مانده‌ی گلیسین) بین پپتیدهای خارجی و انتهای پروتئین پوششی است که این مسئله اجازه‌ی انعطاف‌پذیری را می‌دهد. در پایان، استراتژِی «پروتئین اورکت» ویروس‌های بیماری پا و دهن (FMDV) را در مسیر توالی 2A بین پپتیدهای خارجی و توالی‌های پروتئین‌های پوششی قرار می‌دهد که این امر منجر به پرش ریبوزومی ناپایدار در طول ترجمه می‌شود. نتیجه‌ مخلوطی از پروتئین‌های پوششی بومی و پروتئین‌های گداختی است که در صورت بزرگ بودن توالی تزریق شده و قرارگیری آن‌ها در همه‌ی کپی‌های پوششی که از تجمع ویروس‌ها جلوگیری می‌کند می‌تواند مفید باشد [35].

 

واکسن‌های VNP و VLP و ایمنی‌درمانی‌ها

اولین واکسن برای مقابله با بیماری‌های عفونی توسعه پیدا کرد و به‌طور مشابه  اولین واکسن‌های VLP و VNP به عنوان استراتژی‌هایی برای جلوگیری از بیماری‌هایی که از ویروس‌های بومیِ متناظر بوجود می‌آیند توسعه یافت. در‌هر‌صورت، با پیچیده‌ترشدن استراتژِیهای شیمیایی و ژنتیکی، VLPها و VNPها تبدیل به سکوهای فناوری‌ای شده‌اند که‌ برای ارائه‌ی آنتی‌ژن‌های گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پلتفرم‌ها شامل خود-پروتئین‌های غیرعادی که می‌توانند برای درمان بیماری‌های مزمن و سرطان مورد استفاده قرار بگیرند می‌شود. بسیاری از واکسن‌های کلیدی که بر پایه‌ی VLPها و VNPهای کایمریک ساخته شده‌اند در جدول 1 نشان داده شده‌اند.

 

بیماری‌های عفونی

HIV

HIV (شکل 5) بسیار غیرعادی است زیرا ابتدا به سیستم ایمنی بدن حمله می‌کند و پس از آن هر سلولی که قصدش خنثی کردن این ویروس است را نابود می‌کند. با ناکارآمد کردن سیستم ایمنی بدن، HIV نه‌تنها یک عفونت موفقیت‌آمیز را به وجود میاورد بلکه بدن را به دیگر عوامل بیماری‌زا مانند نشانگان اکتسابی کمبود ایمنی (ایدز) تحویل می‌دهد. هیچ درمانی برای اچ‌آی‌وی/ایدز وجود ندارد. بیش از 35 میلیون انسان در حال حاضر به HIV آلوده هستند و دو سوم از این جمعیت در جنوب آفریقا زندگی می‌کنند [92]. در حال حاضر بهترین گزینه‌ی درمانی استفاده از داروهای ضدویروس پسگرد بسیار فعال است، یک کوکتل از داروهایی که شامل یک مهار‌کننده ترانس کریتاز معکوس غیر‌نوکلئوزید و دو بازدارنده معکوس آنونوگلوبولین نوکلئوزیدی است [93].

گزینه‌های اولیه‌ی واکسن HIV که برپایه‌ی ویروس‌های غیرفعال و یا ضعیف شده ساخته شدند غیر ایمن و یا بی‌اثر بودند [94 و 95]. استراتژِی ساخت و توسعه‌ی واکسن‌های جدید بر روی گرفتن پاسخ هومورال و سلولی متمرکز شده است که بر اساس آن پروتئین‌های HIV هدف قرار گرفته می‌شوند.

VLPها و VNPهای نوترکیب نشان‌دهنده‌ی تمام غلاف پروتئین HIV، گلیکوپروتئین‌های منفرد، پیش‌ماده‌های گلیکوپروتئین یا اجزای وابسته به آن، شامل حامل‌هایی مانند ویروس طویله یا خانه گله (FHV) [96]، ویروس هپاتیت ب (HBV) [97]، پاپیلوماویروس [37] (papillomaviruses) ، باکتریوفاژها (باکتری‌خوارها) Qβ، AP205 [36] و MS2 [98] و ویروس‌های گیاهی مانند ویروس سیب‌زمینی X (PVX) [27] و ویروس موزاییک توتون (TMV) [99 و 100] است. غشاء پروکسیمال ناحیه‌ی بیرونی (MPER) gp41 می‌تواند به‌وسیله‌ی پادتن‌های تک‌تیره‌شناسایی و خنثی شود بنابراین یک گزینه‌ی مناسب برای تولید واکسن به‌شمار می‌رود [36]. بر این اساس، مجموعه‌ای از gp41 که به‌طور شیمیایی به VLPها جفت‌ شده‌اند از فاژ AP205 استخراج شده و این مجموعه از خود پادگن‌های مختص پپتید و با کیفیت‌تری در موش‌ها ارائه می‌دهند. منوط به نوع پپتید، سرم می‌تواند یک رشته‌ی آزمایشگاهی از HIV-1های حساس و جداسازی شده‌ی کمتر حساس را خنثی کند اما هم‌نیاهای C جداسازی شده را نمی‌تواند خنثی کند. بعضی سرم‌ها در سلول‌های عفونی از خود سایتوتوکسیستیه سلولی بـا واسـطه آنتـی‌بـادی (ADCC) نشان می‌دهند، که این نشان می‌دهد اپیتوپ‌های ADCC به احتمال فراوان در نقاط انتهایی مناطقی از gp41 قرار گرفته‌اند. اپیتوپ بسیار حفاظت‌شده‌ی gp41 (ELDKWA) به صورت ژنتیکی به انتهای آمینوی (N-terminus) PVX می‌پیوندد [27 و 101 و 102]. سرم‌هایی از موش که با ذرات ویروس کایمریک مصون شده‌اند حاوی تیترهای بالایی از IgG مخصوص HIV-1 MN gp160 مشتق‌شده از پپتید سنتز‌شده (H66) بوده، و قادر به خنثی کردن HIV-1 هستند. علاوه‌بر این، DCهای انسانی که با واکسن پالس شده اند، باعث افزایش تکثیر لنفوسیت‌های جنبی درون-تنی می‌شوند. چندین اپیتوپ gp41 مانند نوترکیب تریمریک gp41 (rgp41) که حاوی چندین اپیتوپ gp41 محافظت شده هستند با ویروس‌های آنفلونزا جفت شده‌اند [27]. میمون‌های رزیوس واکسینه‌شده 13 دفعه به‌صورت شیافی با اچ‌آی‌وی نامتجانس میمون مانند (SHIV) به چالش کشیده شده‌اند. تمام واکسن‌هایی که از مسیرهای درون ماهیچه‌ای یا درون مقعدی تزریق شد در مقابل تمام چالش‌ها محافظت شده بودند در مقابل تنها 50 درصد از گروه‌هایی که فقط از مسیر درون ماهیچه‌ای استفاده کردند محافظت شده بودند [45].

دیگر رهیافت‌های گسترش واکسن HIV شامل هدف‌گیری دریافت کننده‌های سلول‌های میزبان مانند دریافت کننده‌های کموکین C-C کمک دریافت کننده‌های CCR5 می‌شود که به‌وسیله‌ی سویه‌های ماکروفاژ HIV-1 مورد استفاده قرار می‌گیرند [103-107]. VLPهای Bovine papillomavirus type 1 (BPV-1) برای بیان پپتیدهای CCR5 مهندسی شده‌اند. موش‌های واکسینه شده مقادیر زیادی آنتی‌بادی در مقابل CCR5 تولید کردند و مطالعات کاربردی و سنجش‌ها نشان می‌دهد که سرم‌ها، لیگاندهای بومی CCR5 را جا‌به‌جا می‌کنند. از همه مهمتر، سرم‌هایی که از موش‌های ایمن‌شده به‌دست آمد HIV-1 را در سلول‌های ترا آلوده‌شده از دریافت کننده‌های کایمریک انسان-موش CCR5، خنثی می‌کنند. همچنین پپتیدهای CCR5 با باکتریوفاژهای Qβ جفت شده‌اند [37]. دو پپتید، که نماینده‌ی انتهای آمینو (EC1) یا حلقه‌های دوم خارج سلولی (ECL2) ماکاکای CCR5 (mCCR5) هستند، با Qβ جفت شده‌ و به میمون رزوس داده می‌شود. حیوانات ایمن‌شده به‌وسیله‌ی Qβ-EC1 و Qβ-EC2 مقادیر زیادی از آنتی‌بادی ضد-CCR5 تولید می‌کنند. زمانی که حیوانات واکسینه شده با SIV به چالش کشیده شدند، وایرال لود آن‌ها کمتر از گروه واکسینه نشده بود [38].

یکی دیگر از استراتژِیهای امیدوارکننده، ساخت ترکیبی از ALVAC-HIV، یک واکسن مبتنی بر ویروس Canarypox (vCP1521) و AIDSVAX (VaxGen) است که از gp120های دو نوع مختلف HIV تشکیل شده است [39 و 43]. برخلاف واکسن‌هایی که در بالا در مورد آن‌ها توضیح داده شد، ویروس وکتورهای ALVAC Canarypox حاوی ‌ژن‌های اچ‌ای وی pol، env و gag هستند [40]. دو روش درمانی به‌طور همزمان در آزمایشات بالینی در تایلند (RV 144) مورد استفاده قرار گرفت. موارد واکسینه شده 31% ابتلا به HIV کمتری نسبت به گروهی که دارونما مصرف کرده بودند از خود نشان دادند [43]. برخلاف این موضوع، ALVAC-HIV به تنهایی برای درمان HIV مربوط به کودکان امیدوار‌کننده بوده است که این درمان برای کودکانی که از مادران HIV مثبت به دنیا آمده‌اند استفاده شده است. سطح کم آنتی‌بادی‌های پیوندی در یک مورد‌شناسائی شد و از آنجا که از GP120 استفاده نشده بود این موضوع قابل پیش‌بینی بود [40]. اضافه کردن واکسن‌های ساب‌یونیت گلیکوپروتئین (rgp120) به ALVAC-HIV منجر به افزایش سطح سرم‌های آنتی‌بادی ویژه‌ی HIV در نوزادان می‌شود که با آنتی‌بادی‌های مادر متفاوتند. علاوه‌بر این، 50% از موارد مورد آزمایش که ALVAC-HIV و rgp120 را همزمان دریافت کردند، در مقابل رشته‌های یکدست HIV شروع به تولید آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده کرده‌اند [41].

 

بیماری ویروسی ابولا و بیماری‌های مرتبط

بیماری ویروس ابولا به‌وسیله‌ی 4 فیلوویروس گوناگون از دسته‌ی ابولاویروس به‌وجود می‌آید: ابولاویروس بوندی‌بوگیو (Bundibugyo) ، ابولاویروس سودان، ابولاویروس جنگل تایی (Tai) و اپانیموس ابولاویروس (با نام پیشین ابولاویروس زئیر) که خطرناکترین و قویترین نوع آن است (شکل 6). سرایت راحت و کمبود راه‌های درمانی تأیید شده منجر به کشندگی بالای 90% برای ناقلان این بیماری شده است [110].

واکسن‌های VLP/VNP برای مقابله با ویروس ابولا هم‌اکنون در حال گسترش هستند که در آن‌ها یا از یک VLP کامل ابولا استفاده می‌شود یا از اجزاء ویژه‌ای مانند پروتئین ویروسی ماتریکس (VP40) ، نئوکلوپروتئین (NP) و کلیکوپروتئین (GP) که در ویروس‌های دیگر نشان داده شده استفاده می‌شود. VLPهای نوترکیب‌شده شامل ویروس ابولا VP40 و GP با استفاده از سامانه‌ی باکولوویروس ساخته شده‌اند. VLPها از خود سطح بالایی از آنتی‌بادی‌های مخصوص GP در موش نشان داده‌اند، به‌ویژه زیرگونه‌ی IgG2a که برای رسیدن به ایمنی به آن نیاز است. علاوه‌براین، VLPها به تحریک ترشح IL-6, IL-10, IL-12 و TNFα از DCها می‌پردازند و باعث تثبیت ویژگی‌های کمک‌کننده و ایمنی آن‌ها می‌شوند [47]. سرمی که از موش واکسینه‌شده به‌دست آمد توانائی جلوگیری از عفونی شدن سلول‌های JC53 با استفاده از شبه‌ویروس‌گونه‌ها را دارد. همچنین ایمن‌سازی جوندگان با VLPهای حاوی پاکت ویروسی (از جمله GP، NP و VP40) باعث حفاظت در برابر ویروس ابولا شده است [48]. به علاوه، ماکاک‌های cynomolgus زمانی که در مقابل ویروس ابولا قرار گرفتند به‌صورت کامل محافظت شده بودند. VLPهایی که برپایه‌ی ویروس وزیکولار استوماتیتیس (Vesicular stomatitis virus یا rVSV) نوترکیب شده که ویروس ابولاء گلیکوپروتئین را بیان می‌کنند هستند نشان داده شده است که می‌توانند بعد از یکبار تزریق، از موش‌ها و پستانداران غیرانسان در مقابل چالش‌های کشنده محافظت کنند [111 و 112]. حفاظت پسا‌درمعرض ‌قراردادن نیز موفقیت‌آمیز بود [113]. واکسن rVSV-EBOV ویژگی‌های ایمنی خوبی در پستانداران غیرانسان و خوک‌ها از خود نشان داده است [114 و 115] و زمانی‌که در حین شیوع یک بیماری از این واکسن در مبتلایان احتمالی استفاده می‌شود از بیماری جلوگیری می‌کند [50].

مثال‌های بعدی شامل کاربردهای ویروس رابیس غیرفعال گداخته با ویروس ابولا GP (INAC-RV-GP) است که منجر به یک پاسخ قوی و هومورال چند‌بنیانی در مقابل ویروس‌های موش و پستانداران غیرانسان می‌شود که از حیوانات در مقابل بیماری محافظت می‌کند. تیتر آنتی‌بادی خنثی‌کننده با اضافه کردن کمک کننده‌ها افزایش یافت و منجر به حفاظت 100% در مقابل چالش‌های کشنده شد. پلتفرم ویروس رابیس غیرفعال برای بیان GP از دیگر فیلوویروس‌ها شامل ابولاویروس سودان و ویروس ماربرگ گسترش داده شده است [52].

 

 ویروس آنفلونزا

اپیدمی آنفلوانزای فصلی، سالانه منجر به 500000 مرگ می‌شود [117-119] و همچنین بیماری‌های همه‌گیر جهانی معمول در مدت کمی می‌توانند میلیون‌ها مرگ به همراه داشته باشند [118و120]. اپیدمی فصلی آنفلوانزا معمولا به علت ویروس انسانی آنفلوانزا (شکل 7) که دچار جهش شده است به‌وجود می‌آید در حالی که همه‌گیری جهانی به علت انتقال ویروس از یک گونه‌ی دیگر به انسان رخ می‌دهد [122-121]. واکسن‌های فصلی معمولا برپایه‌ی تمام ویروس‌های غیرفعال یا ضیف‌شده ساخته می‌شوند و حفاظت خوبی به‌همراه دارند و منجر به بهبود سلامت عمومی می‌شوند [123]. به‌هر‌حال، این واکسن‌ها بر پایه‌ی هم آگلوتینین (HA) و نورامینیداز (NA) هستند، که اهداف اصلی سیستم دفاعی بدن محسوب می‌شوند [123]. اپیتوپ‌ها بر روی هر دو پروتئین بسیار مستعد به دریفت ژنتیکی هستند که این مسئله باعث به‌وجود آمدن سویه‌ای از آنفلوانزاها می‌شود که از نظر ژنتیکی با سویه‌های پوشش داده شده در واکسن شباهتی ندارند [53و 124-126].

بنابراین واکسن‌های فصلی باید هرساله نوسازی شوند و واکسن‌هایی که در برابر سویه‌های همه‌گیر جهانی ساخته می‌شوند باید برای پاسخ دهی مناسب به عوامل بیماری‌زا گسترش داده شوند. پژوهش‌های پیش‌بالینی و بالینی برای گسترش یک واکسن آنفلوانزای جهانی بر پایه‌‌ی اپیتوپ‌های بیشتر نگهداری شده مانند ماتریکس پروتئین‌های (M1, M2) و NP در حال اجرا است [127و 128].

استراتژِیهای دیگر شامل گسترش VLPهای چندبنیان دارای اپیتوپ‌های NA و HA از سویه‌های گوناگون که با مولکول‌های محرک ایمنی ترکیب شده‌اند می‌شود.

VLPهای نوترکیب شده‌ی ویروس آنفلوانزا بر پایه‌ی HA، NA و M1 به‌تازگی برای گسترش واکسن‌های هیتروتپیک مورد استفاده قرار گرفته‌اند [53-55 و 57]. مطالعات بر روی موش و موش‌خرما نشان داد واکسیناسیونH1N1 VLP در مقابل چالش‌های به‌وجود آمده از زیرگونه‌های همسان (H1N1) و زیرگونه‌های ناهمسان (H5N1) محافظت می‌کند و تزریق درون‌وریدی، تیترهای IgG و IgA بیشتری از واکسن‌های درون ماهیچه‌ای به‌وجود می‌آورد. این واکسن‌های VLP در فاز دوم مطالعاتی به‌خوبی بررسی شدند [55]. دیگر VLPها بر اساس آنفلوانزاهای مرغی بسیار بیماری‌زا (HPAI) H5N1 و آنفلوانزایی که منبع مرغی داشت A (H7N9) گسترش پیدا کرده است [54و 57]. H5N1 VLP شامل HA، NA و M1 از H5N1 بود در حالی که واکسن H7N9 از HA و NA از H7N9 و M1 از H5N1 تشکیل شده است.

موش‌های واکسینه‌شده با H5N1 VLPs به‌وسیله‌ی سویه‌های همسان و ناهمسان (H5N8) به چالش کشیده شدند و همگی نجات پیدا کردند [54 و 57]. موش خرماهای ایمن‌شده با VLPهای H7N9 و کمک کننده‌ها، تیترهای زیادی از آنتی‌بادی‌های خنثی کننده‌ی ویژه‌ی H7N9 تولید می‌کنند و همچنین در این موش‌ها، لود وایرال در ریه‌‌ها و وایرال شدینگ نسبت به گروه کنترل بسیار کاهش پیدا کرد [54].

اپیتوپ‌های ویروس آنفلوانزا همچنین بر روی سطح VLPها برپایه‌ی پروتئین هسته‌ی HPV (HBc) ، [58] ویروس بیماری بورس عفونی (IBDV) [58]، PVX، [63] ویـروس مـوزائیک لکه خربزه درختی (PapMV) ، [60 و 62] آدنوویروس و ویروس میمونی 40 (SV40) [129] بیان شده‌اند. مانند VLPهای ویروس آنفلوانزا، بسیاری از این پلتفرم‌ها برای نمایش HA، NA و پروتئین ماتریکس استفاده شده‌اند.

واکسن‌های آنفلوانزا می‌توانند برای ترفیع دادن ترکیبات بافت‌های ثانویه لنفاوی وابسته به برونش القایی (iBALT) گسترش پیدا کنند. این بافت‌ها نقشی در ایمنی تطبیقی ریه شبیه‌ به نقش طحال در سیستم ایمنی تطبیقی پستانداران بازی می‌کنند [130]. پروتئین‌های گرماشوک کوچک (sHSP) ساختاری مشابه با VLPها دارند و هنگامی که به ریه تجویز می‌شوند، منجر به ترفیع ترکیب iBALT خواهند شد که شامل سلول‌های B فولیکول‌های DC و سلول‌های CD  و تی‌سل‌های CD  است. موشی که به‌وسیله‌ی sHSP درمان شد در مقابل عفونت‌های ویروس آنفلوانزا و همچنین در مقابل عفونت ثانویه از سویه‌های دیگر ویروس محافظت شده بود. قفسه‌های sHSP زمانی‌که موش در مقابل ویروس آنفلوانزا قرار می‌گیرد با تحریک آنتی‌بادی‌هایی باعث افزایش مقدار IgA و IgG موجود در ریه می‌شود [64].

واکسن‌های آنفلوانزای فصلی معمولا درون تخم‌ها یا با کشت سلول‌های پستانداران یا مرغ‌ها تهیه می‌شود. هرچند، ساخت واکسن برای سویه‌های همه‌گیری جهانی که از یک گونه به گونه‌ی دیگر وارد می‌شود (و معمولا از مرغ به انسان سرایت می‌کند) در سلول‌های مرغی بسیار سخت است و نیاز به پلتفرم‌های جایگزین برای اینکار احساس می‌شود. یک گزینه‌ی ویژه‌ی جذاب، ساخت VLPهای ویروس آنفلوانزا در گیاهان است. پروتئین‌های H5 و H1 هر کدام جداگانه در نیکوتیان (,Nicotiana benthamiana نام یک گونه از تیره بادنجانیان است) بیان شده‌اند و می‌توانند با فرایند خودسامانی تبدیل به VLP شوند. کشاورزی مولکولی (molecular farming) VLPها فواید زیادی دارد: در تهیه‌ی گیاهی خطر مرتبط با ویروس‌های انسانی بسیار کاهش پیدا می‌کند زیرا گیاهان از تکثیر ویروس‌های انسانی حمایت نمی‌کنند، و مقیاسی که این فرایند را می‌توان انجام داد نامحدود است. برای مثال، شکل 8 امکانات تولیدی Medicago را نشان می‌دهد. موش ایمن‌شده به‌وسیله‌ی H5-VLPهای به‌دست آمده از گیاهان، در مقابل چالش‌های ویروسی همگون و ناهمگون مصونیت داشتند [131]. علاوه‌بر این، زمانی که VLPهای به‌دست آمده از گیاه در فاز اول بالینی مورد آزمایش قرار گرفت، هیچ نشانه‌ای از آلرژی یا حساسیت مشاهده نشد و پاسخ‌های IgG و IgE به اپیتوپ‌های گرفته شده از گیاهان پس از گذشت 6 ماه به حالت طبیعی برگشت. به علاوه، هیچ پاسخی از IgE به glycan motif MMXF که با آلرژی مرتبط است مشاهده نشد، که این مسئله امنیت واکسن را تضمین می‌کند [56].

 

سرطان

سرطان یکی از دلایل اصلی مرگ در جهان است. 14 میلیون مورد جدید هرساله‌شناسایی می‌شود و 8 میلیون مرگ مرتبط با سرطان گزارش می‌شود. اگرچه سرطان شامل گستره‌ی وسیعی از بیماری‌ها با دلایل مختلف، مکان و منبع و پاسخ‌های بالینی متفاوت می‌شود اما تمام آن‌ها به‌وسیله‌ی 6 نشانه تعریف می‌شوند: سیگنالینگ پرولیفراتیو پایدار، گریز از سرکوب کننده‌های رشد، ترویج تهاجم و متاستاز، پتانسیل تکثیر بی‌حد و حصر، القاء رگ‌زایی (آنژیوژنز) ، مقاومت در برابر مرگ سلولی برنامه‌ریزی شده. بعضی سرطان‌ها به‌وسیله‌ی عفونت‌های ویروسی به‌وجود می‌آیند بنابراین می‌توانند به‌وسیله‌ی واکسن از آن‌ها جلوگیری کرد. اولین واکسن VLP در مقابل ویروس سرطان‌زا (هپاتیت ب، HBV) در سال 1981 برای کودکان تأیید شد. دو واکسن در مقابل ویروس پاپیلوم انسانی ( (HPV به‌تازگی تأیید شده است و برای جلوگیری از سرطان دهانه‌ی رحم یا سرطان ایروی دهانی-حلقی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌علاوه‌ی این واکسن‌های تأیید شده در FDA، گزینه‌های واکسن VLP بسیار زیادی برای جلوگیری یا درمان سرطان‌های لنفاوی، خون، ملانوما و پستان در دست بررسی است.

واکسن‌های برپایه‌ی VLP می‌توانند برای بهبود پاسخ‌های تی‌سل‌های آنتی‌ژنهای-ویژه‌ی-تومور گسترش پیدا کنند و آنتی‌بادی‌هایی در برابر آنتی‌ژن‌های سطح ویژه‌ی تومور ترشح کنند. به‌علاوه‌ی ویروس پاپیلوما چنین واکسن‌هایی با استفاده از باکتریوفاژها [67] و ویروس‌های گیاهی [66 و 68 و 69] گسترش داده شده‌اند [70] تا به عنوان پلتفرم دارورسانی مورد استفاده قرار بگیرند زیرا ویروس‌های بومی، تکثیر و یا موجب عفونت در سلول‌های انسانی نمی‌شود بنابراین ژنوم ویروس می‌تواند دست نخورده باقی بماند. پروتئین‌های پوشش TMV و باکتریوفاژ Qβ به منظور ارائه‌ی آنتی ژن کربوهیدرات مرتبط با تومور (TACA) اصلاح شده اند، که به‌طور معمول ایمنی کمی دارد.

TMV-TACA مقادیر بیشتری از تیترهای آنتی‌بادی‌های ویژه‌ی آنتی‌ژن، نسبت به آنتی‌ژن حالت حل‌پذیر تولید می‌کند، در‌حالی‌که Qβ-TACA پاسخ هومورال قویتری به TACA نسبت به حالت حل‌پذیر یا TACA پیوست‌شده به سایر نانوذرات ارائه می‌دهد. آنتی‌بادی‌های IgG به‌دست آمده، در مقابل سلول‌هایی که به بیان آنتی‌ژن می‌پردازند واکنش بیرون‌تنی نشان می‌دهند.

مقاومت در برابر خود- پپتیدها با ایمنی کم، می‌تواند با استفاده از پلتفرم‌های ایمنی درمانی برپایه‌ی VLP/VNP شکسته شود. به عنوان مثال، ایمنی اپیتوپ‌های تی‌سل ملانوما P15e و پروتئین-2 مرتبط با تایروسینیز (tyrosinase) (Trp2) با استفاده از ارائه‌ی توأمان آن‌ها بر روی یک ذره‌ی TMV دولایه می‌تواند افزایش یابد. با اینکار امنیت سلولی بهبود پیدا می‌کند و در مقابل تومور محافظت ایجاد می‌شود. PVXها با استفاده از ایدیوتاپیک (Id) ایمنوگلوبولین‌‌های Bسل‌های لنفاوی (یک آنتی‌ژن تومور ضعیف) ، اصلاح شده است. وقتی Id-PVX به موش تزریق می‌شود تیترهای زیادی از آنتی‌بادی‌های ضد-Id را تحریک می‌کند و در نتیجه بقاء را بعد از چالش لنفاوی افزایش می‌دهد. به‌علاوه‌ی واکسن‌های سنتی که برپایه‌ی پلتفرم‌های VLP/VNPها تهیه می‌شوند، کارهای جدید به بررسی استفاده از واکسیناسیون درجا (in situ) برای دستکاری تومورهای‌شناسائی شده برای خنثی کردن سرکوب کننده‌های سیستم ایمنی محلی می‌پردازد که در نتیجه باعث ایمنی سیستماتیک ضد-تومور می‌شود. ما نشان دادیم که VLPهای گرفته شده از ویروس‌های موزائیک لوبیای چشم بلبلی (CPMV) که فاقد RNA، LPS یا هرگونه کمک‌کننده‌ی ایمنی شناخته شده است زمانی‌که بعد از استقرار تومور به میکرومحیط‌های تومور وارد می‌شود باعث به‌وجود آمدن یک پاسخ قوی ضد توموری خواهند شد. برای تومورهای اولیه و بیماری‌های گسترش‌یافته‌ی متاستاتیک، با استفاده از مدلهای موش که سرطان‌های ملانوما، پستان، تخمدان و روده‌ی بزرگ دارند اثربخشی این روش نشان داده شد. به‌ویژه، اثرات نهایی سیستماتیک و بادوام بود و منجر به ایمنی‌زایی شده و موش را از چالش دوباره محافظت کرد.

واکسن‌های مورد تأیید FDA برای HPV بر پایه‌ی VLPهای ویروس پاپیلوما هستند. در هر صورت، این VLPها برای بیان دیگر آنتی‌ژن‌های تومور مثل mucin-1 انسان (MUC-1) که یک مارکر داکتال کارسینوما است می‌توانند اصلاح شوند. ذرات BPV-1 زمانی‌که به موش تزریق می‌شوند با اپیتوپ‌های MUC-1 اصلاح می‌شوند که بعد از آن با خط سلول‌های لنفاوی MUC- به چالش کشیده می‌شوند. تی‌سل‌های موش‌های واکسینه‌شده به‌شدت تحریک شد و رشد تومورهای آن‌ها کندتر شد [70]. در نهایت این امر منجر به جرم تومور کمتر در پایان مطالعات شد. ما واکسن‌های HPV و واکسن‌های هومورال-سلولی کارسینوما را در ادامه با جزئیات تشریح می‌کنیم زیرا واکسن‌های تجاری هم‌اکنون در دسترسند. همچنین واکسن‌های سرطان پستان HER-  هم مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

 

واکسن‌های پیشگیرانه برای محافظت در برابر سرطان دهانه رحم ناشی از HPV

سرطان دهانه‌ی رحم چهارمین سرطان رایج در میان زنان است و بیش از 500000 مورد جدید هرساله تشخیص داده می‌شود [134 و 135]. HPV معمولا با فعالیت‌های جنسی منتقل می‌شود و در 90% سرطان‌های دهانه‌ی رحم نقش دارد [136 و 137]. در میان 150 سویه‌ی شناخته شده‌ی HPV، 20 تای آن‌ها پرخطر شناخته می‌شوند زیرا تقریبا تمام سرطان‌های دهانه‌ی رحم به خاطر آن‌ها به‌وجود می‌آید. دو سویه‌ی بسیار خطرناک HPV-16 و HPV-18 هستند که مسئول 70% از سرطان‌ها هستند [139 و 140]. در حال حاضر دو واکسن پیشگیرانه‌ی تأیید شده به‌وسیله‌ی FDA برای HPV وجود دارد: واکسن دوظرفیتی (Cervarix) که در مقابل سویه‌های 16 و 18 محافظت می‌کند و واکسن چهارظرفیتی (Gardasil) که برای محافظت در مقابل سویه‌های 6، 11، 16 و 18 استفاده می‌شوند. هر دو واکسن‌ها بر پایه‌ی VLPهای مخلوط شده از پروتئین‌های پوششی HPV L1 (شکل 9) [71] و کمک‌کننده‌ها برای حمایت از سیستم ایمنی بدن تهیه شده است. موثر بودن هر دو واکسن بعد از آزمایش‌های سه-دوزی معمول تأیید شد. در هر صورت، پروتئین L1 در بین تمام سروتایپ‌ها حفاظت شده نیست بنابراین این واکسن فقط در مقابل سروتایپ‌های ویژه‌ای در هر فرمولاسیون، باعث حفاظت می‌شود [141-143].

گسترش VLPها بر اساس پروتئین‌های پوششی L2 بیشتر محافظت شده، منجر به افزایش حفاظت چندجانبه در برابر سروتایپ‌های چندگانه می‌شود، و نسل بعدی واکسن‌های HPV احتمالا بر این اساس ساخته خواهند شد. L2 به‌طور طبیعی در مقابل سیستم ایمنی بدن محافظت شده است اما واکسیناسیون با L2 نمی‌تواند در مقابل گستره‌ای از سروتایپ‌های HPV محافظت شده باشد [145-147]. اولین واکسن‌های بر پایه‌ی L2 به علت تیترهای آنتی‌بادی کم و نیاز به محافظت در مقابل همه‌ی سروتایپ‌های پرخطر، اثرگذاری محدودی داشتند [148 و 149] بنابراین VLPها به عنوان یک استراتژِی برای غلبه بر این محدودیت‌ها در نظر گرفته می‌شود.

باکتریوفاژ MS2 برای بیان اپیتوپ‌های L2 به صورت فردی یا دو ظرفیتی از سویه‌های HPV 16 و 31 به‌کار برده شده‌اند. MS2-16 L2 پیش‌تر نشان داده شده بود که در مقابل سریوتایپ‌های 11 HPV محافظت ایجاد می‌کند ولی نه در مقابل [71] HPV31. موشی که با بناهای مجزای (MS2-16 L2 or MS2-31 L2) در مقابل تعدادی سویه محافظت شده بود در حالی که فرمولاسیون دوظرفیتی (MS2-16/31 L2) تیترهای آنتی‌بادی بالایی را در سراسر پَنل سروتایپ‌های HPV نشان داد و با قدرت تمام شبه‌ویروس‌های HPV را خنثی کرد. در یک رهیافت مکمل، باکتریوفاژ PP7 اصلاح شد تا به صورت فردی یا ترکیبات دوگانه (PP7-18 L2, PP7-18/1 PP7-16/18 L2) L2 از سویه‌های HPV 16، 18 (که بسیار نزدیک به هم هستند) و 1 (که فاصله‌ی بیشتری دارد) را بیان کند. موش ایمن‌شده با PP7-18/1 L2 تنها در مقابل پپتیدهای HPV1 آنتی‌بادی تولید می‌کردند در حالی‌که PPV-18/16 L2 آنتی‌بادی‌هایی در برابر HPV16، HPV18، HPV5، HPV1 و HPV6 تولید می‌کند. تنها موش‌هایی که با PPV-18/16 L2 واکسینه شدند قادر به خنثی کردن شبه‌ویروس‌های HPV-6 بودند، یک سروتایپ غیرمتشابه [72].

سویه‌های HPV پرخطر 18، 45 و 59 با تزریق اپیتوپ‌های چندخنثی‌ساز از HPV45 L2 به حلقه‌ی سطحی HPV18L1 و ساخت VLPهایی از سازه‌های کایمریک (18 L1-45RG1) هدف‌گیری شدند. آنتی‌بادی‌های ویژه‌ی-L2 که از خرگوش واکسینه‌شده به‌دست آمد در مقابل سویه‌های 39، 45، 68 و 70 (که عضو یک کلاس به‌عنوان HPV45 و HPV18 هستند) واکنش نشان می‌دهند. به علاوه، زمانی که موش به صورت غیرفعال با سرمهای ایمنی به‌دست آمده از موش ایمن می‌شود در مقابل چالش‌های سویه‌های HPV 18، 39، 45 و 68 ایمن می‌شود [73].

 

واکسن‌هایی برای درمان سرطان ناشی از HPV

اگرچه واکسن‌های پیشگیرانه موفقیت‌آمیز بوده‌اند اما اثری بر روی تومورهای به‌وجود آمده ندارند. گسترش واکسن‌های درمانی HPV بر روی آنکوپروتئین‌های E6 و E7 متمرکز شده است، که برای گسترش تومور لازمند و در تمام سلول‌های سرطانی دهانه‌ی رحم بیان می‌شوند [150]. برای مثال، HPV16L1 برای بیان پروتئین HPV16 E7 به‌صورت ژنتیکی اصلاح شده است. در موش، این VLPهای نوترکیب‌شده آنتی‌بادی‌های مخصوص-L1 را تحریک می‌کنند و این تحریک برای تی‌سل‌های سیتوتیکسیک که L1 و E7 را تشخیص می‌دهند نیز اتفاق می‌افتد [151-154]. در فاز اول آزمایش‌های بالینی، بیماران با ضایعات CIN 2/3 اکتوسرویال ثابت شده که همزمان عفونت HPV16 نیز دارند با VLPهای HPV16L1E7 درمان شدند. تقریبا 50% از بیماران واکسینه‌شده شاهد کاهش 50 درصدی اندازه‌ی زخم، بعد از واکسیناسیون نهایی بودند. بهبود بعدی این استراتژِی درمانی شامل مشارکت اپیتوپ‌های تی‌سل به‌دست آمده از HPV16 E6 و E7 است. مطالعات پیش بالینی در موش وقتی که برای ایمن‌زائی از VLPهای نوترکیب شده‌ استفاده می‌شد نشان از کاهش 85 درصدی در اندازه‌ی تومور داشت [75].

 

 واکسن‌هایی که هپاتوسلولار کارسینوما (سرطان کبد) ناشی‌شده از HBV را هدف قرار داده‌اند.

سرطان کبد عامل مرگ 600000 نفر در سال است و سالانه 700000 مورد جدید اضافه می‌شود که تقریبا 500000 نفر از آن‌ها مرد هستند که این بیماری را چهارمین سرطان رایج در میان مردان می‌کند. در میان این موارد، 95 درصد در دسته‌ی هپاتوسلولار قرار می‌گیرند که مرتبط با فاکتورهای پرخطری مانند الکلی بودن، هپاتیت ب، هپاتیت ث و سیروز کبد هستند. HBV (شکل 10) مسئول نزدیک به 50% از هپتاسلولار کارسینوماهای اولیه است. واکسن HBV از سال 1981 در دسترس است، و در لیست داروهای مورد نیاز WHO قرار دارد. این واکسن VLP دارای آنتی‌ژن سطح HBV (HBsAg) است، که باید با دو یا سه تزریق در طول سال وارد بدن شود. این واکسن با تولید آنتی‌بادی‌های ضد-HBV یک ایمنی همیشگی پدید می‌آورد [158و 159].

واکسن پیشگیرانه‌ی HBV بروز هپتاسلولار کارسینوما را بسیار کاهش می‌دهد اما برای مقابله با بیماری به‌وجود آمده، نیاز به واکسن درمانی داریم. یکی از هدف‌های کلیدی، پروتئین HBV X (HBx) است که یک پروتئین تنظیمی به حساب آمده و باعث سرطان‌زایی می‌شود و در سطوح بالا در هپتاسلولار کارسینوما بیان می‌شود [76 و 160]. بنابراین HBc به صورت ژنتیکی اصلاح شده تا اپیتوپ‌های غالب تی‌سل سیتوتاکسیک مشتق شده از HBx همین‌طور اپیتوپ‌های عمومی Th-cell، تابه HLA DR-اتصال اپیتوپ (PADRE) را بیان کند. این پروتئین‌های کایمریک با خودسامانی تبدیل به VLPها می‌شوند، و موش‌های واکسینه‌شده با این فرمولاسیون درحالی‌که پاسخ‌های قوی تی‌سل بهمراه دارند، رشد تومور در آن‌ها تا 30 روز بعد تزریق متوقف می‌شود [76].

 

 واکسن‌هایی که HER-  سرطان پستان را هدف قرار می‌دهند.

سرطان پستان رایج‌ترین نوع سرطان در زنان است و به ندرت در مردان نیز دیده می‌شود و در مجموع سالانه 1 میلیون سرطان پستان تشخیص داده می‌شود [134]. پنج زیرگونه‌ی مولکولی برای سرطان پستان وجود دارد: معمولی، لومینال A، لومینال B، HER-  و سه‌گانه منفی. هرکدام از آن‌ها با بیان دریافت‌کننده‌های مختلف تعریف می‌شوند و تشخیص بیماری در هرکدام متفاوت است. تومورهای HER-  زیادی HER-2/neu/ERBb2 را بیان می‌کنند. آن‌ها هورمون‌های گیرنده‌ها را بیان نکرده و مرتبط با تومورهای تهاجمی و مقادیر زیاد متاستاسیز بوده و همچنین به‌سختی قابل تشخیص هستند. درمان‌های تایید شده به‌وسیله‌ی FDA عبارتند از آنتی بادی‌های اختصاصی HER2 و تراستوزومب و پرتوزومب که برای ایمونوتراپی غیرفعال استفاده می‌شوند و نیاز به تزریق مکرر دارند. ایمن‌سازی غیرفعال نیاز به تحویل درمان‌کننده‌ها برای مدت طولانی‌ دارد، به‌صورت پیشگیرانه نمی‌تواند گسترش داده شود و پاسخ‌های ایمنی سلولی را تحریک نمی‌کند [77 و 78]. برای غلبه بر این چالش‌ها، پژوهش‌ها در سرطان پستان HER-  بر روی ایمنی‌درمانی که پاسخ‌های طولانی مدت سلولی و هومورال دارد متمرکز شده است.

VLPهایی که اپیتوپ‌های مخصوص ایمنی‌زایی یا HER-2 را نشان می‌دهند در آزمایشات بالینی آزمایش شده‌اند. پپتیدهایی که از دامنه‌ی بیرون‌سلولی HER-2 مشتق شده باشند در ویروزوم آنفولانزای تقویت کننده‌ی سیستم ایمنی (IRIVs) [165-167] ترکیب می‌شوند. سه پپتید ایمنی‌زا که می‌توانند پاسخ‌های بی‌سل را نمایان کنند آزمایش شده است: p4 (378-394) , p6 (545-560) و p7 (610-623). آزمایشات بالینی نشان داد که 80 درصد از بیماران واکسینه شده آنتی‌بادی‌های ویژه‌ی پپتید تولید کرده‌اند، و بعد از ایمنی‌زایی IgGهای مخصوص HER-2 در 70% بیماران مشاهده شد. پاسخ ایمنی سلولی نیز بعد از واکسیناسیون مشاهده شد که شامل افزایش ترشح IL-2, TNFα و IFNγ [77] می‌شود. در رهیافتی متفاوت، VLPهای ویروس‌های آنفلوانزای پوشش داده شده برای مشارکت در گلیکوزیل فسفاتیدیل اینوزیتول (glycosylphosphatidylinositol) (GPI) - تقویت‌شده HER-2 (GPI-HER-2-VLP) اصلاح شده‌اند. مطالعات پیش‌بالینی نشان از پاسخ‌های قوی سرم‌های IgG ضد – D2F2/E2 (HER- ) در موش دارد، با سطوح قابل مقایسه‌ی IgG1، IgG2a و IgG2b در سرم حیوانات واکسینه شده که نشان از پاسخ‌های متعادل Th1 و Th2 دارد. در مقابل، واکسینه‌کردن موش با GPI-HER-2 محلول زمانی‌که پاسخ‌های Th1-گونه برای تحریک یک واکنش ضد-تومور مورد نیاز است، پاسخ‌ Th2 را به صورت عمده در پی خواهد داشت. زمانی‌که موش با سلول‌های HER-  به چالش کشیده می‌شود آنهایی که با VLPهای GPI-HER-2 واکسینه شدند آهنگ رشد تومور آهسته‌تری در مقایسه با آنهایی که فقط با GPI-HER-2 واکسینه شدند نشان دادند. 67 درصد موش‌هایی که با VLPهای GPI-HER-2 واکسینه می‌شوند بدون تومور باقی می‌مانند.VLPها برای بیان پپتیدهای HER-2 اصلاح ژنتیکی شدند. چهره داخلی پروتئین کپسید اصلی (VP1) پلیموویروس موش (MCPyV) می‌تواند به پروتئین کپسید جزئی (VP2) متصل شود. VP2 برای بیان انتهای آمینوی محدوده‌‌ی HER-2 اصلاح ژنتیکی شده است که شامل سلول‌های خارجی و دامنه خارج سلولی و غشایی (VP2Her21-683) می‌شود. VP1 و VP2Her21-683 در وکتور باکولوویروس برای دریافت VP2Her21-683 تولید شده‌اند. موش‌های ایمن‌شده با سلول‌های D2F2/E2 (HER- ) به‌چالش کشیده شدند و 87% از موش‌های واکسینه‌شده دچار تومور نشدند. نتایج مشابهی با استفاده از موش‌های BALB-neuT ترانس ژنیک که بیش از حد انکوزن HER-2 موش را بیان می‌کند به‌دست آمده است. موش آنتی‌بادی‌های مخصوص HER-2 را تولید نکرد اما تی‌سل‌های مخصوص HER-2 را تحریک کرد.

باکتریوفاژهای T7 به‌صورت ژنتیکی اصلاح شدند تا بتوانند اپیتوپ (P66) H-2Kd- مقید لنفوسیت تی کشنده (CTL) که از HER-2 مشتق شده‌اند را بیان کنند تا مشخص شود که آیا پاسخ CTL برای ایمنی‌درمانی سرطان لازم است یا خیر. مطالعات پیش‌بالینی نشان داد که اسپلنوسیت‌های موشی که با T7-p66 ایمن‌زایی شده بود پاسخ IFNγ بزرگتری نسبت به گروه کنترلی تولید می‌کند. جالب اینکه اسپلنوسیت‌های گرفته‌شده از موش‌های واکسینه‌شده با مخلوطی از T7 و P66های جفت‌نشده، زمانی که با P66 به چالش کشیده شد پاسخ IFNγ بزرگی از خود نشان نداد که مشخص می‌کند پپتید CTL باید به T7 متصل باشد تا بتواند پاسخ CTL را ارائه کند. اسپلنوسیت‌های گرفته شده از موش‌های واکسینه شده با T7-P66 قادر به کافت سلول‌های هدف که به صورت خارج‌بدنی با پپتید-P66 پالس شده است هستند. موش‌های سالمی که با T7-p66 واکسینه‌شده بودند سلول‌های+ 2TUBO HER- را پس می‌زنند و 42 روز بعد از چالش، 5 موش از 6 موش بدون تومور باقی می‌مانند.

به‌تازگی با استفاده از ویروس گیاه PVX اقدام به توسعه‌ی واکسن سرطان پستان HER-2+ کرده‌ایم. جفت‌شدگی شیمیایی PVX با اپیتوپ بی‌سل P4، که دارای امینو اسیدهای 387-394 از دامنه‌ی خارج سلولی HER-2 است تیترهای بیشتری از HER-2های ویژه‌ی آنتی‌بادی در موش نسبت به P4های حلال بیرون می‌کشد. برای این آنتی‌بادی‌ها سلول‌های سرطان پستان HER-  را قابل تشخیص هستند [81].

 

اعتیاد (کوکایین و نیکوتین)

مواد اعتیادآور مانند نیتوکین و کوکائین (شکل 11) با برهم‌کنش با سیستم عصبی، بدن را تحت تأثیر قرار می‌دهند. نیکوتین و کوکائین هر دو سطح دوپامین را در مغز تعدیل می‌کنند، بنابراین سیستم پاداش‌دهی مغز را تحت تأثیر قرار می‌دهند. واکسن برای مقابله با این مواد اعتیاد‌آور می‌تواند به کاهش نشانه‌های شدید کمک کند و از عود کردن جلوگیری کند. درهرصورت، مولکول‌های کوچک ایمن‌زائی کمی دارند بنابراین فناوری‌های پلتفرم‌های VLP برای بیرون‌کشیدن یک پاسخ ایمنی دراز مدت و قوی در مقابل داروها نیاز است [170-172]. VLPهایی که نیکوتین و کوکائین را به عنوان آرایه‌های چندبنیانی نشان می‌دهند پاسخ‌های هومورال نیرومندی از خود ارائه می‌دهند که در نتیجه‌ی این پاسخ‌ها، آنتی‌بادی‌های ویژه‌ی دارویی که از عبور مواد از سدهای مغزی-خونی جلوگیری می‌کنند می‌توانند اثرات خود را نشان دهند [173-175]. نیکوتین اجزای اعتیادآور تنباکو است و تنباکو عامل اصلی بیماری، ناتوانی و مرگ در دنیای صنعتی است [173]. واکسن‌های زیادی برای مقابله با نیکوتین مراحل بالینی خود را پشت سر می‌گذارند که شامل NicVaxTM, NIC002, SEL-068, Ta-NIC و IP18-KLH می‌شوند، اما رهیافت‌های مشابهی برای کوکائین نیز در حال پیگیری است.

NIC002 یک واکسن VLP است که در آن باکتریوفاژ Qβ به‌صورت شیمیایی اصلاح می‌شود تا بتواند نیکوتین (NicQb) را نشان دهد [82 و 173 و 175]. مطالعات پیش‌بالینی در موش نشان از گسترش آنتی‌بادی‌های ویژه‌ی نیکوتین داشته است. به ویژه موش‌های واکسینه‌شده، وقتی با نیکوتین مورد چالش قرار می‌گیرند غلظت بیشتری از نیکوتین مانده در خون و کاهش سطح نیکوتین در مغز در مقایسه با موش‌های واکسینه‌نشده از خود نشان می‌دهند [173]. در فاز اول آزمایشات بالینی برای بیماران با تیترهای آنتی‌بادی زیاد NicQb ایمنی‌زایی شده بود و کارامد است [82]. در یک رهیافت جایگزین، آنالوگ نیکوتین به‌صورت شیمیایی به آندوویروس سروتایپ-5 گسسته (dAd5) مرتبط شد. VLPهای dAd5 فاقد پروتئین‌های E1 و E3 هستند، این امر اجازه می‌دهد تا ذرات هرگونه ایمنی Ad5 را دور بزند که این یک مسئله شایع است. سرم‌های گرفته‌شده از موش‌های واکسینه‌شده برای مدتی طولانی دارای تیترهای زیادی از آنتی‌بادی‌های ضد- نیکوتین هستند که منجر به غلظت‌های کمتر نیکوتین در مغز نسبت به موش می‌شود که به‌طور معکوس به سطح نیکوتین در سرم مرتبط است.

VLPهای dAd5 همچنین به کوکائین آنالوگ جفت‌شده‌اند. موش‌های واکسینه‌شده‌ای که با کوکائین به چالش کشیده شدند 41% کوکائین کمتر در مغز نسبت به موش‌های نابالغ داشته‌اند. فعالیت لوکوموتور در موش‌های واکسینه شده که با کوکائین به چالش کشیده شده بودند، همانند موش‌های معمولی تحت درمان با PBS بود، و این نشان می‌دهد که واکسن تأثیرات تشخیصی کوکائین را کاهش می‌دهد. استراتژِی‌های مشابه با استفاده از هاپتن‌های جایگزین کوکائین در حال توسعه هستند [85].

 

بیماری‌های مزمن

بیماری‌های مزمن بیماری‌های پایدار و یا حتی به درازای ‌طول عمر انسان هستند که برای مدیریت بیماری نیاز به دریافت داروها به شکل مستمر احساس می‌شود. رواج بیماری‌های مزمن با توجه به پیر شدن جمعیت دنیا و مسائل مربوط به رژیم غذایی و شیوه‌ی زندگی به‌طور عمده یک مسئله‌ی جهانی است که به این معنی است که این بیماری‌ها تقریبا در همه‌ی کشورها مسئولیت سلامت عمومی را بسیار سخت‌تر کرده است. زمانی که بیماری‌های مزمن به‌وسیله‌ی خود-پروتئین‌های ناقص به‌وجود آمده، واکسیناسیون به‌عنوان تحریک کننده‌ی تولید اتوآنتی‌بادی می‌تواند به‌کار رود. این رهیافت در مدل‌های بیماری زیادی آزمایش شده است که شامل روماتیسم مفصلی [176-181]، پوکی استخوان [178 و 182]، آنسفالیت اتوایمیون تجربی [180]، میوکاردیت [183] و چاقی [184] می‌شود. خیلی از این بیماری‌ها در حال حاضر به‌وسیله‌‌ی ایمنی‌درمانی غیرفعال درمان می‌شود به عنوان مثال معرفی معمول آنتی‌بادی‌هایی که خود-پروتئین‌های بیماری‌زا را هدف می‌گیرند که در نهایت گران است و بیمار را در محدودیت قرار می‌دهد. آلزایمر و فشار خون بالا به عنوان مطالعات موردی در مورد رهیافت جایگزین ایمنی‌ساز فعال در ادامه مورد بحث قرار خواهند گرفت. به خواننده توصیه می‌شود تا مقاله‌های مروری دیگر را برای گسترش واکسن در مقابل بیماری‌های مزمن دیگر مورد مطالعه قرار دهد.

 

 فشار خون بالا

فشار خون بالا یک فاکتور خطرناک زیربنایی است که گسترش بیماری‌های قلبی عروقی را در پی دارد که در نتیجه ممکن است منجر به وقایع خطرناکی از جمله حمله‌ی قلبی و سکته شود. اگرچه فشار خون بالا می‌تواند با دارو کنترل شود این بیماری در خیلی از افراد مبتلا‌شده هرگز تشخیص داده نمی‌شود و در نتیجه داروهای مربوط را دریافت نمی‌کنند و مکمل‌های درمانی در خیلی از افراد که این بیماری در آن‌ها تشخیص داده شده هم بسیار ضعیف است. یک عامل خطرناک دیگر افزایش فشار صبح است، افزایش شدید فشار خون قبل از بیدار شدن و مصرف دارو. ایمنی‌درمانی فعال می‌تواند با وادار کردن پاسخ‌های ایمنی دراز مدت که کنترل‌کننده‌های کلیدی را هدف قرار می‌دهند بسیاری از این مشکلات را حل کند.

آنژیوتانسین I و II می‌تواند اولین اهداف ایمونوتراپی فشار خون بالا باشد. اینها پپتیدهای کنترلی کوچکی هستند (به ترتیب طول 10 و 8 آمینواسید دارند) که پاسخ‌های ایمنی قوی‌ای در حالت اولیه خود بروز نمی‌دهند. همان‌طور که در بالا توضیح داده شد، ایمنی‌زایی مولکول‌های کوچک با استفاده از فناوری VLP می‌تواند افزایش پیدا کند. گزینه‌ی واکسن هم با آنژیوتانسین II که به‌طور شیمیایی با VLPهای باکتریوفاژ Qβ (AngQb) جفت شده‌اند در حال گسترش است. مطالعات پیش‌بالینی در مدل‌های موش که دارای فشار خون بالا بودند نشان می‌دهد که واکسیناسیون تیترهای بالایی از آنژیوتانسین II ویژه‌ی IgGها را تولید می‌کند و منجر به بهینه‌شدن فشار خون می‌شود. در آزمایش‌های بالینی، واکسن‌های AngQb به‌خوبی تحمل شد و هیچ اثر مخرب مهمی مشاهده نشد. ایمنی‌زایی بیمارانی که دچار فشار خون بالای معتدل یا کم هستند منجر به کاهش فشار خون در طول روز و به‌ویژه صبح زود شده است [189].

 

 بیماری آلزایمر

بیماری آلزایمر یک اختلال نورودنژنتیک است که با کاهش توانایی شناختی همراه با ویژگی‌های آسیب‌شناسی عصبی مانند از دست دادن نورون‌ها در هیپوکامپ و نوقشر و انباشتن رسوبات پروتئینی داخل سلولی و خارج سلولی مشخص می‌شود [190]. رسوبات پروتئینی برون‌سلولی (پلاک آمیلوئید) دارای پپتید آمیلویئد- β (Aβ) است که دارای طول 42 آمینو اسید است [191 و 192]. مطالعات پیشین نشان می‌دهد که ایمنی‌سازی به‌وسیله‌ی پپتید Aβ منجر به کاهش رسوب پلاک آمیلوئید در موش‌های تراریخته خواهد شد. علاوه‌بر این، ایمن‌سازی غیرفعال با آنتی‌بادی‌های Aβ تأثیر مشابهی خواهد داشت. در هر صورت، آزمایشات بالینی (AN1792) با استفاده از پپتیدهای سنتزشده‌ی Aβ، کارایی کمی از خود نشان داد و بعد از گزارش مننگوانسفالیت در 6% از موارد متوقف شد. این تأثیرات پیش‌بینی‌ نشده به پاسخ‌های خود-ایمنی حاصل از تی‌سل‌های تأثیرگذار که به‌وسیله‌ی یاری‌کننده‌های QS21 [195-197] به‌وجود آمده نسبت داده می‌شود. امنیت ایمنی‌درمانی مشتق‌شده از Aβ می‌تواند با به‌کار انداختن پاسخ‌های ایمنی برپایه‌ی Th-2 بهبود یابد که در انتهای آمینوی پپتیدهای Aβ یافت می‌شوند [198 و 199]. VLPهای بر پایه‌ی HPV، باکتریوفاژ Qβ، HBc و BPV-1 همین حالا هم برای نشان دادن پپتید Aβ به‌کار برده شده‌اند [86 و 89 و 90].

HPV-16 پپتیدهای Aβ مانند Aβهای تمام قد Aβ (Aβ1–40) ، انتهای آمینوی Aβ (Aβ1–9, Aβ1–16) ، میان-دامنه Aβ (Aβ12–28) وAβ (Aβ17–40) C-terminal به عنوان واکسن امتحان شده‌اند. HPV-Aβ1–40 جایی که Aβ1–40های آزاد نیاز به کمک‌کننده‌های فروند برای دستیابی به تیترهای قابل قیاس دارند پاسخ‌های IgG را بدون استفاده از کمک‌کننده‌ی فروند (Freund) در موش بیرون می‌کشد. HPVهای جفت‌شده به پپتیدهای دامنه‌ی انتهای آمینوی Aβ تیترهای آنتی‌بادی بیشتری نسبت به HPVهای جفت‌شده به پپتیدهای دامنه‌های میانه یا سی ترمینال از خود نشان می‌دهند، این مسئله نشان می‌دهد که پپتیدهای انتهای آمینوی Aβ زمانی که بر روی ذرات HPV قرار می‌گیرند بیشترین ایمنی‌زایی را خواهند داشت. به‌طور ویژه زمانی که این آنتی‌بادی‌ها اکثرا زیرگونه‌های IgG1 باشند منجر به پاسخ‌های ایمنی Th2-مانند خواهد شد [86].

پپتیدهای Aβ به‌صورت مستقیم به باکتریوفاژهای Qβ جفت شده‌اند. پپتید انتهای آمینو (Aβ1–9) و اتصال دهنده‌ی سی ترمینال –GGC، به‌وسیله‌ی یک ارتباط دهنده‌ی کاربردی با واکنش‌دهنده‌های آمینو و سولفیدریل (SMPH) به باکتریوفاژ جفت شده‌اند. موش‌های ایمن‌شده به‌وسیله‌ی VLPهای Qβ-Aβ1–9 بدون کمک‌کننده‌ها، تیترهای آنتی‌بادی بیشتری از موش‌هایی که با HPV-Aβ1–9 ایمن شده‌اند تولید می‌کنند و تیترهای مشابهی با موش‌هایی که با HPV-Aβ40 ایمن‌شده‌اند تولید می‌کنند. دخالت کمک‌کننده‌های ناقص فروند باعث افزایش بیشتر تیترهای IgG می‌شود [86].

باکتریوفاژهای Qβ همچنین با Aβ1–6 جفت‌شده‌اند، که از اپیتوپ‌های معمول تی‌سل‌ها کوچکتر هستند. موش‌هایی که سه بار با Qβ-Aβ1–6 ایمن شدند تی‌سل‌های ویژه‌ی Aβ در آن‌ها فعال نشد. به‌علاوه، موش‌های ایمن شده به‌وسیله‌ی Aβ1–6 تیترهای آنتی‌بادی زیادی در مقابل پپتیدهای Aβ تولید کردند و پلاک‌های کمتری از گروه موش‌های کنترل شده به‌وجود آوردند. Qβ-Aβ1–6 در فاز اول مطالعات بالینی (CAD106) امتحان شد و در یک مطالعه‌ی 52-هفته‌ای و با حضور دارونما، ایمن و قابل تحمل تشخیص داده شد. به‌ویژه هیچ اثری از مننگو آنسفالیت که مطالعات پیشین را مختل کرد در این روش جدید مشاهده نشد. در فاز دوم مطالعات بالینی، CAD106 به 47 بیمار آلزایمر تزریق شد که 11 نفر از آن‌ها دارونما دریافت کرده بودند. بیماران سه دوز از CAD106 را به‌صورت زیرپوستی یا درون ماهیچه‌ای دریافت کردند، که این‌کار با 4 تزریق زیرپوستی با درون ماهیچه‌ای دنبال شد. درمان بلند مدت منجر به تولید بلند مدت تیترهای ویژه‌ی Aβ شد که نشان می‌دهد CAD106 که به‌تازگی وارد فاز سوم مطالعات بالینی شده است می‌تواند به یک داروی کارای ایمنی‌درمانی برای آلزایمر تبدیل شود [87].

نسخه‌ی کوتاه شده‌ی سی-ترمینال پروتئین HBc (HBcΔ) به‌صورت ژنتیکی اصلاح شد تا دو کپی از Aβ1–15 در MIR (Aβ-HBc) را شامل شود. MIR به این دلیل انتخاب شد که اپیتوپ‌های تزریق شده در قیاس با سایر نقاط تزریق تمایل به آنتی‌ژن بودن و ایمنی‌زایی بیشتری دارند [201]. مطالعات پیش- بالینی در موش‌ها نشان داد که آنتی‌بادی‌های ضد-Aβ به‌ویژه زیرگونه‌های IgG1 و IgG2b (نشان‌دهنده‌ی پاسخ ایمنی Th2-گونه) تولید شده‌اند. پپتیدهای آزاد Aβ به همراه کمک کننده‌ها، تیترهای آنتی‌بادی بیشتری تولید کردند اما زیرگونه‌های IgG2a در آن‌ها اکثریت را به خود اختصاص داد. سرم‌های گرفته‌شده از موش‌های ایمن‌شده از تشکیل شکل‌های تارچه‌‌‌ی Aβ جلوگیری می‌کنند و از سمیت پپتیدهای Aβ در سلول‌های PC12 می‌کاهند [89].

در مثال پایانی بر اساس BPV-1، پپتیدهای Aβ1–9 با پروتئین L1 گداخته شد و Aβ-VLPهای کایمریک، خودسامانی یافتند تا ساختارهایی مشابه با ذرات ویروس بومی تشکیل دهند. مطالعات واکسیناسیون پیش-بالینی در خرگوش‌ها نشان می‌دهد که سرم‌های گرفته‌شده از خرگوش‌های درمان‌شده، Aβ1–9 و Aβهای تمام قد را تشخیص داده و از تشکیل تارچه‌های Aβ به‌صورت برون‌سلولی جلوگیری کرده است.

موش‌های APP/PS1 تراریخته (که به‌صورت ناگهانی پلاک‌های Aβ تشکیل می‌دهند) که با Aβ-VLP و بدون کمک‌کننده‌ها ایمن‌سازی شده‌اند تیترهای آنتی‌بادی مخصوص Aβ زیادی تولید می‌کنند. سطح‌های بالاتر پپتیدهای Aβ در این موش‌ها در مقایسه با گروه کنترل نابالغ‌ها تشخیص داده شد که با سطح کمتری از پپتیدهای Aβ در مغز همخوانی دارد [90].

 

 نتیجه‌گیری

واکسن‌های برپایه‌ی ویروس برای پیشگیری یا درمان بیماری‌های زیادی می‌توانند گسترش داده شوند. این بیماری‌ها شامل بیماری‌های عفونی، سرطان، اعتیاد و بیماری‌های مزمن می‌شوند. یکی از مزایای واکسن‌های تولید شده به‌وسیله‌ی ویروس این است که آن‌ها به صورت طبیعی ایمنی‌زا و بنابراین برای تحریک پاسخ‌های ایمنی بدن حتی در غیاب کمک‌کننده‌ها ایده‌ال هستند. موفقیت واکسن‌های پیشگیرانه در مقابل HPV و HBV نشان از قابلیت این پلتفرم برای درمان بسیاری از بیماری‌ها دارد. بسیاری از واکسن‌های برپایه‌ی ویروس نتایج امیدوارکننده‌ای در غیرانسان‌ها به همراه داشته‌اند اما هنوز تا استفاده از آن‌ها در کلینیک‌ها چالش‌های زیادی برای غلبه کردن وجود دارد. اولین مانع ایمنی است: ایمن‌زاییِ طبیعیِ ذراتِ برپایه‌ی ویروس آن‌ها را برای نشان دادن اپیتوپ‌های آنتی‌ژنیک ایده‌ال ساخته است اما خطر سمی‌بودن را افزایش داده است. واکسن‌های باکتریوفاژ Qβ برای بیماری آلزایمر و اعتیاد نیکوتین در حال حاضر فاز اول مطالعات بالینی خود را پشت سر گذاشته‌اند، اما پلتفرم‌های دیگر هنوز در آزمایشات بالینیِ دیگری باید مورد آزمایش قرار بگیرند. به‌هر حال فاز اول مطالعاتی و بالینی نشان می‌دهد که واکسن‌های بر پایه‌ی ویروس جایگزینِ مناسبی برای واکسن‌های دیگر محسوب می‌شوند و نتایج امیدوار‌کننده در پستانداران نشان می‌دهد که این پلتفرم برای تولید واکسن‌های جدید در مقابل بسیاری از بیماری‌ها می‌تواند به‌کار گرفته شود.

 

منبع

Lee. K, Twyman. R, Fiering. S, Steinmetz. N, “Virus-based nanoparticles as platform technologies for modern vaccines”, Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol, 8 (2016) 554-78.