DNT PEYVƏNDLƏRİNİN HÜCEYRƏLƏRƏ ÇATDIRILMASI ÜSULLARI

METHODS FOR DELİVERİNG DNA VACCİNES TO CELLS

Ahmadova Ravana Ragif

master's student, Department of Anatomy, Physiology and Zoology, Ganja State University,

Azerbaijan, Ganja

Aghayeva Elfira Zaur

scientific supervisor, Associate Professor of the Department of Anatomy, Physiology and Zoology Ganja State University,

Azerbaijan, Ganja

​

ANNOTASİYA

DNT peyvəndi (həmçinin gen peyvəndi, nuklein turşularına əsasnda yaradılmış peyvənd) hüceyrəyə daxil edildikdən sonra patogen zülalların və ya şiş antigenlərinin sintezini təmin edən və bununla əlaqəli olaraq immunitet reaksiyasına səbəb olan gen mühəndisliyi qurğusudur. DNT peyvəndlərinin orqanizmə daxil edilməsinə genetik immunizasiya deyilir. DNT peyvəndi adi peyvəndlərə nisbətən bir sıra üstünlüklərə malikdir. Xüsusilə göstərilmişdir ki, bu cür vaksinlər yalnız anticisimlərin istehsalını (humoral immunitet) deyil, həm də əvvəllər yalnız canlı vaksinlər vasitəsilə əldə edilə bilən spesifik sitotoksik cavabı (hüceyrə immunitetini) təmin edir. Bu gün DNT vaksinləri insanları müalicə etmək üçün istifadə edilmir, lakin genetik immunizasiyanın bir sıra xəstəliklərə qalib gəlmək üçün istifadə ediləcəyi proqnozlaşdırılır.

ABSTRACT

DNA vaccine (also a gene vaccine, a vaccine based on nucleic acids) is a genetic engineering device that provides the synthesis of pathogenic proteins or tumor antigens after being introduced into a cell and, in turn, causes an immune response. The introduction of DNA vaccines into the body is called genetic immunization. DNA vaccines have several advantages over conventional vaccines. In particular, such vaccines have been shown to induce not only the production of antibodies (humoral immunity), but also a specific cytotoxic response (cell-mediated immunity) previously only achievable with live vaccines. Today, DNA vaccines are not used to treat humans, but it is predicted that genetic immunization will be used to overcome a number of diseases.

Açar sözlər: DNT peyvənd, vaksin, virus vektorları

Keywords: DNA vaccine, vaccine, viral vectors

Hazır vaksin insan və ya heyvan orqanizminə çatdırılmalıdır, burada onun təyinat yeri antigen təqdim edən hüceyrələrdir (APC) - makrofaqlar, dendrit hüceyrələr, B-limfositlər. Burada antigenin sintezi və post-translasiyon modifikasiyası baş verəcək ki, bundan sonra immun sisteminin diqqətini cəlb etmək üçün hüceyrə membranına yerləşdiriləcəkdir.

Əsas problem APC-yə kifayət qədər miqdarda plazmid çatdırmaqdır. Gen materialının hüceyrəyə çatdırılması üsulları adətən 2 qrupa bölünür: virus mənşəli və qeyri-viral. Virus vektorlarıın bir sıra əhəmiyyətli çatışmazlıqları olduğundan, bu bölmədə DNT vaksinlərinin çatdırılması üçün yalnız qeyri-viral üsullar təqdim olunur.

Mikroinyeksiya. 1990-cı illərin əvvəllərində sadəliyinə görə DNT-nin hüceyrələrə daxil edilməsi üçün ən çox yayılmış üsul əzələdaxili mikroinyeksiya metoduydu. Bunun üçün DNT suda və ya izotonik məhlulda həll edilir və lazım olduqda köməkçi (immunitet reaksiyasını gücləndirən maddə) əlavə edilir. Sonra, nazik bir şüşə borudan istifadə edərək, məhluu əzələ toxumasına yeridirlər, burada APC-lərin rolu dendrit hüceyrələr tərəfindən yerinə yetirilir. Dendrit hüceyrənin nüvəsinə düşdükdən sonra, peyvənd ekspressiya etməyə başlayır və antigen zülallarının sintezi baş verir. Mikroinyeksiya üsulundan istifadə etməklə DNT-ni həmçinin timusa, qaraciyərə və ya şiş toxumasına dərialtı yolla yeritmək olur [1], lakin DNT peyvəndinin ən uzunmüddətli (bir ilədək) ekspressiyası məhz əzələ toxumasında müşahidə olunur [2].

Bu metodun effektivliyi adətən aşağı olur, çünki DNT əvvəlcə hüceyrələrarası boşluğa daxil olur və yalnız bundan sonra hüceyrələrə keçir.

Elektroporasiya Elektroporasiya elektrik impulsunun tətbiqinə əsaslanan bakterial hüceyrələrə və hüceyrə kulturalarına DNT-nin çatdırılması üçün ənənəvi yanaşmadır. Bu impuls hüceyrə membranında məsamələr yaradır ki, bu da mənfi yüklü DNT-nin daxil olmasını asanlaşdırır. Bu üsul DNT peyvəndlərinin heyvan və insan orqanizmlərinə çatdırmaq üçün götürülmüşdür və adi inyeksiyanın effektivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Sonoporasiya. Sonoporasiya yad DNT-ni hüceyrələrə ultrasəsdən istifadə edərək köçürülməsi üsuludur. Ultrasəs hüceyrə membranının keçiriciliyini artırır, bunun nəticəsində ekzogen DNT hüceyrəyə daha asan nüfuz edir. [1].

Balistik transfeksiya. Balistik transfeksiya orqan və toxumaların, DNT molekulları ilə örtülmüş 1-3 mikron diametrli ağır metalların (qızıl, volfram) mikrohissəcikləri ilə atəşə tutulmasına (bombardman edilməsinə) əsaslanır. Bu şəkildə tətbiq edilən DNT peyvənd hədəf hüceyrələrdə ekspressiya edir və onun məhsulları qana keçir. Hissəcikləri sürətləndirmək üçün kiçik silaha bənzər bir cihaz - gen tapançası və ya gen topu istifadə olunur. Mikrohissəciklər hüceyrə membranlarından keçir və genetik quruluşu birbaşa hüceyrə nüvəsinə köçürür. [4].

Yüksək təzyiq təsiri altında. 1999-cu ildə DNT vaksini tətbiq etmək üçün elə cihazlar hazırlanmışdır ki, onlar iynədən istifadə etmədən inyeksiya etmək imkanına malikdirlər [5]. Bu cür cihazlar Lorens qüvvəsi hesabına işləyirlər: kiçik ölçülü güclü maqnit yüksək təzyiq yaradır, dərman maddəsini səs sürəti ilə tətbiq edən mərkəzi porşeni işə salır [1]. Cərəyanın gücünü dəyişdirərək, inyeksiya dərinliyini seçə və dərmanların dozasını təyin etmək mümkündü.

Canlı bakteriya vektoru tərkibində. Canlı bakteriya vektorları biosintez və ya invaziya genlərində patogenliyi və ev sahibi və ya ətraf mühitdə canlı qalma qabiliyyətini aradan qaldıra biləcək mutasiyalar daşıyan Salmonella, Şigella və ya Listeria ştammlarıdır. Bunun müqabilində immunogen zülalların genləri bakteriya genomuna daxil edilir. Zəifləmiş bakteriya orqanizmə peroral (ağızla, udma yolu ilə) və ya burundaxili (burun deşiyinə püskürtməklə) daxil olur, ona görə də bu peyvənd üsulu heç bir avadanlıq tələb etmir. [3, 6]

Liposomun quruluşu

Rəsm. 1. Lipopleksin sxematik təsviri:hidrofil lipid başları qırmızı, lipid quyruqları boz,DNT molekulları mavi rənglə göstərilmişdir.

Liposomlara qablaşdırma. Liposom iki qat lipidtəbəqəsindən ibarət sferik formadır (diametri təxminən 100 nm). Liposomların daxilində boşluq olur ki, adətən həlledici ilə dolu olur, lakin DNT vaksinləri, həmçinin müxtəlif maddələri çatdırmaq üçün istifadə edilə bilər. Onların hidrofob qatı hüceyrə membranları ilə birləşməyə və möhtəviyyatını hüceyrəyə köçürməyə imkan verir. Liposomların istifadəsi 1965-ci ildən başladı və bu, bionanotexnologiyanın inkişafı üçün güclü təkan oldu [7].

Poliplekslərin tərkibində. Hüceyrələrə böyük DNT konstruksiyalarını (>10 kb) daxil etmək üçün poliplekslərdən — müsbət yüklü polimerlərdən (polikatsiyalar) və mənfi yüklü DNT molekullarından ibarət sistemlərdən istifadə olunur. Belə komplekslərin ölçüsü 100 nm-dən azdır ki, bu da bir tərəfdən onların makrofaqlar tərəfindən həzm olunmasına imkan vermir (çünki onlar 200 nm-dən böyük hissəciklərə reaksiya verirlər), digər tərəfdən böyrəklərdən süzülüb keçməmək üçün isə kifayət qədər böyükdürlər. [8, 9].

Cədvəl 1.

DNT peyvəndin çatdırılmasının çox yayılmış üsullarının xüsusiyyətləri

Ədəbiyyat siyahısı:

1. Kamimura K.; Suda T., Zhang G., Liu D. Advances in gene delivery systems (англ.) // Pharmaceutical medicine. — 2011. — Vol. 5. — P. 293—306
2. Wolff J. A.; Ludtke J. J., Acsadi G., Williams P., Jani A. Long-term persistence of plasmid DNA and foreign gene expression in mouse muscle (англ.) // Hum. Mol. Gen: journal. — 1992. — Vol. 1. — P. 363—369.
3. Cranenburgh R. DNA Vaccine Delivery (англ.) // BioPharm International Supplements. — 2011. — Vol. 24, no. 10. — P. 12—18.
4. Абрамова, З.И. (2008), Введение в генетическую инженерию (PDF), Казань, pp. 110—116
5. Liu., Song Y., Liu D. Hydrodynamics-based transfection in animals by systemic administration of plasmid DNA (англ.) // Gene Ther.: journal. — 1999. — Vol. 6, no. 7. — P. 1258—1266. 
6.  Gentschev I.,; Dietrich G., Spreng S., Pilgrim S., Stritzker J., Kolb-Mäurer A., Goebel W. Delivery of protein antigens and DNA by attenuated intracellular bacteria (англ.) // Journal of Medical Microbiology  (англ.) 2002. — Vol. 291. — P. 577—582.
7. Balazs D. A.; Godbey W. T. Liposomes for Use in Gene Delivery (англ.) // Journal of Drug Delivery. — 2011. — Vol. 2011. — P. 12.
8. Moghimi S. M.; Hunter A. C., Murray J. C. Nanomedicine: current status and future prospects (англ.) // The FASEB Journal  (англ.) рус.: journal. — Federation of American Societies for Experimental Biology  (англ.) рус., 2005. — Vol. 19. — P. 311—330.
9. Дурыманов Михаил, Доставка генов в клетку Источник. Дата обращения: 21 декабря 2013. Архивировано 21 сентября 2013 года.