مبانی، فرمولاسیون و پلتفرم‌های جدید واکسن

جلسه بیست و یکم: مبانی، فرمولاسیون و پلتفرم‌های جدید واکسن

• این جلسه به مبانی، فرمولاسیون و پلتفرم‌های جدید واکسن و ایمن‌سازی می‌پردازد.

مقدمه

• از گذشته تا کنون، واکسن‌ها برای عوامل بیماری‌زا و بیماری‌های عفونی استفاده می‌شدند.
• امروزه، مفهوم ایمونوتراپی و استفاده از واکسن‌های درمانی مورد توجه قرار گرفته است.
• در ادامه جزئیات واکسن و رویکردهای مربوط به واکسن‌های مرتبط با سرطان توضیح داده می‌شود.

تعریف واکسیناسیون

• واکسیناسیون فرایندی است که در آن سیستم ایمنی بدن برای پاسخ ایمنی به عوامل بیماری زا تحریک می‌شود.
• هدف واکسیناسیون پیشگیری از ابتلا به بیماری‌های عفونی و جلوگیری از گسترش آن‌ها است.

تاریخچه واکسیناسیون

• تاریخچه واکسیناسیون به سال‌ها قبل از میالد بازمی‌گردد.
• بشر قبل از شناخت کامل حیات زیستی همواره به‌دنبال مصونیت دربرابر بیماری‌ها بوده است.
• اولین واکسن ثبت‌شده در سال 1796 توسط ادوارد جنر برای آبله معرفی شد.
• قرن دهم میالدی، در چین و هند، شواهدی از استفاده بقایای عوامل بیماری‌زا برای بهبودی زخم آبله و ایجاد ایمنی ثبت شده است.
• ادوارد جنر اثبات کرد تلقیح اجزای آبله گاوی محافظت در برابر ویروس آبله ایجاد می‌کند و به همین دلیل او را پدر علم واکسن‌شناسی می‌دانند.
• لویی پاستور واکسن هاری را ساخت و در قرن بیستم واکسن فلج اطفال کشف شد.
• سازمان بهداشت جهانی در سال 1981 ریشه‌کن شدن آبله را اعالم کرد.
• قبل از سال 1981 بیشتر فعالیت‌ها بر روی پاتولوژی‌های باکتریایی متمرکز بود.
• با پیشرفت در علم واکسیناسیون علیه پاتوژنهای ویروسی مانند هپاتیت B هم واکسن ساخته شد و در سال 2020 واکسن کرونا ارائه شد.

علم واکسنشناسی

• علوم مختلفی در بحث تولید واکسن موثر‌ند:آمار فراگیرشناسی، بیوشیمی، مهندسی ژنتیک، میکروبیولوژی و ایمونولوژی.
• با همکاری این علوم، دانش مرتبط با توانایی تولید یک محصول ایجاد و به نحو احسن بهر‌ه‌برداری انجام می‌شود.

ایمونولوژی

• اندام‌هایی مانند تیموس، طحال، لوزه‌ها، غدد لنفاوی و مغز استخوان مسئول ایمنی بدن هستند و با مکانیسم‌های مختلف به سیستم ایمنی بدن ربط دارند.
• عالوه‌بر اندام‌های ایمنی، سلول‌های ایمنی نیز در بدن وجود دارند که عمدتاً از سلول‌های بنیادی مغز استخوان منشأ می‌گیرند.
• سلول‌های لنفوسیت از سلول‌های بنیادی دسته‌ای از سلول‌ها به وجود می‌آیند و عمدتاً مربوط به سیستم ایمنی ذاتی بدن هستند.

سلولهای بنیادی خونی

• سـلولهای میلوئیدی: سلول‌های چند هسته ایی،در سیستم ایمنی ذاتی نقش ایفا می‌کنند.(میوپلست)

• سـلولهای قرمز

• پالکت‌ها

• سـلولهای لنفوئیدی: لنفوبالست، لنفوسیتهای B، لنفوسیتهای T،سلولهای NK و لنفوبالست

سیستم ایمنی

• سیستم ایمنی به دو دسته ذاتی و اکتسابی تقسیم می‌شود.

ایمنی ذاتی

• سد دفاعی اولیة بدن در برابر پاتوژن‌ها است; اجزای خون، پاتوژن‌ها را شناسایی کرده و با آن‌ها مقابله می‌کنند.
• فاگوسیت‌ها در این فرایند پاتوژنها را می‌بلعند و پروتئین‌ها نیز سیستم ایمنی را تحریک می‌کنند.
• سدهای فیزیکی مانند پوست، مخاط، بزاق دهان و اسید معده نیز در مقابله با عوامل بیماریزا نقش دارند.

ایمنی اکتسابی

• بعد از ایمنی ذاتی فعال میشود و شامل لنفوسیت‌های T و B میباشد
• لنفوسیت‌های T مسئول ایمنی سلولی هستند و شامل انواع کشنده‪ ‬کمکی و سرکوبگر میباشد
• لنفوسیت‌های B از طریق ایمنی هومورال فعال میشوند.

چگونگی فعالیت واکسن

• در مواجهه با پاتوژن‌ها،واکسن‌ها حاوی آنتی‌ژن به صورت مشتقات پاتوژن‌ میباشند
• پاتوژن با غلظت اصلی بیماری بروز نمیدهند‪,‬اما سیستم ایمنی را تحریک کرده و فرایند درگیری سیستم ایمنی ذاتی و اکتسابی انجام میگردد.
• فرموالسیون‬واکسن از طریق ایمنی ذاتی فعال میشود؛ سپس در ‪ APCها و ماکروفاژها جذب گشته فرایند پردازش شروع میشود, در نهایت آنتی ژن اتفاق می افتد.

انواع واکسنها

• واکسنها بر اساس جنس ماده سازنده به عنوان مثال: عامل پاتوژن زنده و ضعیف شده‪ ,‬عامل پاتوژن کشته شده‪ ,‬واکسنهای مبتنی بر وکتورهای ویروسی وواکسن مبتنی بر اسید نوکلئیک.

آنتی ژن انتخابی برای واکسن

آنتی ژن چیست؟

• تکنولوژی واکسن دارای چندین بخش است؛ یکی از آن بخشها آنتی ژن است.
• هر مولکولی سیستم ایمنی انسان را وادار به پاسخ ایمنی کند‪ , ‬از جنس پروتئین‪ ,‬پلی ساکارید‪ ,‬لیپید و یا اسید های DNA است.
• آنتی ژن‌ها در اولین دسته به دو شکل درونزا و برونزا طبقه بندی می شوند.

‪MHC‬ها

• ژن‌هایی هستند که پروتئین را کد می‌کنند و کمک به سیستم ایمنی جهت ارائه ماده خارجی را به سلولهای ایمنی ارائه میدهند.
• MHC‌ها به صورت ‪ MHC class 1‬و‪ MHC class 2‬نام گذاری می شوند.
• یکی از ویژگی این دسته از مولکول‌های پروتئینی کوچک بودن تفاوتی میباشد که کمک به قطعات کوچک به نام پروتئین در سطح عرضه دارند.
• مولکول‌های ‪ class‬یک در سطح اکثر سلول‌های بدن وجود دارد.
• ‬قطعه کوچک به پایداری این ساختار پروتئینی در سطح فعالیت دارند.
• ‪ 1 class MHC‬قطعات کوچک (⁠‪ 13‬الی ‪ 15‬تایی آمینواسید) را عرضه می‌کند.
• ساختار ‪ MHC class 2‬تولید محدودی دارند.
• این مولکول دارای دوزنجیره, با حفره نسبتا بزرگتری میباشد.

آنتی ژنهای درون‌زا و برون‌زا

• در آنتی ژن‌های درون‌زا ویروس‌ها و پروتئین‌های درست سنتز نشده وجود دارد که وارد سیتوپالسم می‌شوند.
• برای تکثیر کد ژنتیکی خود را داخل سیتوپلاسم می‌فرستند.
• قطعات‪ ‬عامل پاتوژن‬به شبکه‪ ‬آندوپالسمی میروند; سپس a۲ و ‪ Microglobulin-B2‬تشکیل شده و‪ MHC‬شروع می‌‬ ‫کنند
• زنجیره خود‪ ,‬ایمنی تولید‪ MHC2‬تحویل و در سطح سلول تا برای سلول بعدی قطعات را عرضه می‌کند.
• لنفوسیت‌های T و ‪ CD4‬پروتئین‌های پاتوژن هارا تحویل میگیرند.

شناسایی آنتی ژن‌ها توسط سیستم ایمنی

• قطعات مربوطه در فرورفتگی عرضه می شوند.
• سلول‪ ‬سایتوتوکسیک قطعه پاتوژنی را‪ MHC‬تحویل می دهد.
• در وقایع فوق هم بیماریزا و هم واکسن‪ B