¿Llegarán pronto las vacunas de ADN con las vacunas de ARNm?

 

¿Llegarán pronto las vacunas de ADN con las vacunas de ARNm? La inclusión de vacunas de ARNm de COVID-19 de Pfizer y Moderna ha promovido en gran medida el desarrollo de vacunas de ácido nucleico.

 

 

▉ Introducción

La inclusión de vacunas de ARNm de COVID-19 de Pfizer y Moderna ha promovido en gran medida el desarrollo de vacunas de ácido nucleico.

En comparación con las vacunas tradicionales, las vacunas de ácido nucleico tienen muchas ventajas, como diseño simple, producción rápida, transporte y almacenamiento fáciles, y son especialmente adecuadas para tratar enfermedades infecciosas repentinas.

Dado que las vacunas de ácido nucleico codifican proteínas, los antígenos se sintetizan en el huésped, se pueden realizar modificaciones post-traduccionales naturales, tales como fosforilación y glicosilación, para mejorar el efecto inmunológico. Actualmente, los ensayos clínicos de vacunas de ácidos nucleicos se concentran principalmente en los campos del cáncer, enfermedades autoinmunes y enfermedades infecciosas.

Campos de aplicación de las vacunas de ácidos nucleicos

 

 

▉ Diseño y composición de vacunas de ADN

Las vacunas de ADN generalmente toman la forma de plásmidos (pADN), incluidas las unidades de transcripción y las unidades de preparación. La unidad de transcripción contiene promotores virales híbridos o eucariotas, intrones, genes diana y regiones señal poliA. En comparación con las vacunas de ARNm, las vacunas de ADN son de naturaleza más estable y las vacunas de ARNm pueden lograr la traducción de proteínas sin entrar en el núcleo y evitar mutaciones de inserción.

El promotor es responsable de conectarse con la ARN polimerasa, controlar la transcripción del plásmido y finalmente lograr la traducción. Se suele utilizar el promotor CMV, que puede lograr una expresión de antígeno de alto nivel en varias líneas celulares. Sin embargo, los promotores virales se inactivan rápidamente mediante el silenciamiento de genes, lo que da como resultado una expresión génica transitoria. Por tanto, se utilizan promotores híbridos de virus-mamífero para retrasar la inactivación del promotor in vivo e in vitro. Generalmente, la secuencia del intrón se encuentra entre el promotor y el gen diana, lo que puede aumentar de forma eficaz la expresión del antígeno. La región de señal poliA puede estabilizar la transcripción del ARNm y promover su liberación desde el núcleo.

La unidad de preparación incluye la secuencia de inicio de la replicación y el gen de resistencia a antibióticos. El primero permite que el plásmido se amplifique en el hospedador y el segundo permite que el plásmido se rastree en la colonia. En las pruebas in vivo, las regulaciones prohíben enérgicamente el uso de genes de resistencia a antibióticos para evitar que los pacientes desarrollen resistencia a los antibióticos y la integración del genoma humano de genes de resistencia.

Unidad de diseño de vacunas de ADN

 

 

▉ Mecanismo de la vacuna de ADN

La vacuna de ADN transfecta las células en el lugar de la inyección y llega al núcleo mediante internalización y translocación para lograr la expresión del antígeno, y finalmente el antígeno se descarga de la célula mediante apoptosis o exosomas. Células presentadoras de antígenos (APC, incluidas las células dendríticas, las CD, los macrófagos y las células B, consulte el número 15 de la revista Everyone's Understanding of Immunology), aquí hay un ejemplo de CD. La DC captura el antígeno (antígeno exógeno) del tejido y entra en los ganglios linfáticos. El antígeno capturado se degrada en polipéptidos bajo la acción de los lisosomas del endosoma de DC, y luego se muestra en la superficie de las DC en forma de péptidos antigénicos MHC II y se presenta a CD4 en los ganglios linfáticos + células T. Las células T CD4 + desencadenan una respuesta de células B y al mismo tiempo activan las células T CD8 +.

Además, las CD también se pueden transfectar directamente mediante vacunas de ADN. El antígeno se expresa en países en desarrollo. Dado que las CD pueden expresar MHC I y MHC II, las CD pueden activar las células T CD4 + y las células T CD8 + al mismo tiempo. Las células T CD4 + activadas y las células T CD8 + se expanden bajo la acción de IL-2 (autocrina) y se transforman en células Th y CTL, respectivamente. Las células Th se expanden adicionalmente en células Th1 y Th2 bajo la acción de IL-2, IL-4 e IFN-γ (autocrino). Th1 logra la inmunidad celular al mantener la proliferación de células T CD8 +, y las células Th2 logran inmunidad humoral a través de la acción de las células B. De esta manera, la vacuna de ADN induce tanto la inmunidad celular como la inmunidad humoral, y el efecto es significativamente mejor que las vacunas tradicionales. La proliferación de células Th1 o Th2 se puede regular cambiando el método inmunológico. En la inyección intramuscular, generalmente se induce una respuesta inmune de tipo Th1 (inmunidad celular), y durante la inmunidad intradérmica, generalmente se induce una respuesta inmune de tipo Th2 (inmunidad humoral). Esta inmunidad integral induce la formación de células B y células T de memoria, que pueden prevenir eficazmente la aparición de enfermedades.

El mecanismo de la vacuna de ADN.

 

▉ Entrega y aplicación de vacuna de ADN

Hasta ahora, no se ha aprobado ninguna vacuna de ADN para su uso en humanos, principalmente debido a la expresión génica insuficiente y la baja eficiencia de la activación del sistema inmunológico. Para resolver este problema, los investigadores han realizado mejoras en el diseño de secuencias de ADN, la construcción de vacunas y el modo de administración. En términos de administración, los métodos tradicionales de administración de agujas se pueden dividir en inyección intradérmica, subcutánea, intravenosa e intramuscular. La inyección intradérmica parece ser más eficaz que la inyección subcutánea e intramuscular porque hay una gran cantidad de células dendríticas (DC) en la dermis, que pueden lograr una presentación eficaz del antígeno. La ventaja de la inyección intravenosa es que puede administrar plásmidos de ADN a la APC en los órganos linfáticos, pero el efecto de este método es incierto. Además, Las vacunas de ADN también se pueden administrar a través de membranas mucosas, como boca, nariz, pulmones, etc., para inducir inmunidad mucosa local e inmunidad sistémica. Se considera que la inmunidad de las mucosas es la forma más eficaz de inmunización contra los virus, porque la etapa inicial de la infección del huésped se produce en la superficie de las mucosas. Además, el sistema inmunológico de las mucosas es amigable y no requiere acupuntura, equipo profesional ni cirugía.

Sin embargo, el ADN desnudo se administra solo, debido a su estabilidad, orientación específica, tasa de absorción celular y defectos de regulación del sistema inmunológico, aún es necesario lograr la inmunidad de la piel a través de equipos especiales como electroporación, microagujas o pistolas genéticas. Por supuesto, esto también se puede mejorar utilizando un vehículo adecuado, los biopolímeros son una buena opción. Las sustancias generalmente utilizadas como portadores incluyen liposomas, polímeros, cuerpos enzimáticos virales, péptidos penetrantes de células (CPP), bacterias vivas, etc. Entre ellas, el polímero tiene las características de alta estabilidad física y química, baja toxicidad, protección eficaz, fácil preparación, y bajo costo. Es más rígido y estable que los liposomas y no produce inmunidad anti-portador causada por enzimas virales y bacterias vivas. Al mismo tiempo, Los polímeros se pueden diseñar en diversas nanoestructuras, con características de superficie y tamaño ajustables, que son muy prácticas para aplicaciones de portadores de fármacos. Para las vacunas de ADN, los polímeros sintéticos con propiedades biológicas son los mejores. Debido a su biocompatibilidad, fácil acción celular, biodegradación y fácil preparación mediante ingeniería bacteriana o enzimática, tienen amplias perspectivas de aplicación.

 

Vehículo de administración de vacunas de ADN

 

▉ Resumen y perspectiva

Hasta ahora, se han aprobado vacunas de ADN para tratar enfermedades veterinarias. Aunque no se han aprobado para su uso en seres humanos, se han utilizado muchas vacunas de ADN en ensayos clínicos. Todavía existen algunos desafíos en las vacunas de ADN, como la dificultad de un control preciso del material genético y su baja inmunogenicidad. Puede usarse para mejorar su eficacia in vivo investigando sistemas de administración basados ​​en materiales biopoliméricos y, en última instancia, aplicarse a la clínica.

 

 

 

 

(fuente: internet, solo referencia)