مقدمه
واکسن ها برای پاسخگویی به عفونت ها با زمان لازم برای طراحی ، ساخت و ارزیابی استفاده می شوند. از نظر تاریخی و پزشکی ، روند ساخت وتوسعه واکسن تا صدور مجوز به چندین دهه زمان نیاز دارد. با این حال ، پزشکان و مقامات بهداشت عمومی اغلب هر سال با شیوع بیماری های ویروسی مواجه می شوند. و گاهی اوقات طبیعی است که برای کنترل کافی شوع بیماری به واکسن نیاز دارد. بیماری‌های ویروسی جدید از منابع مشترک بین انسان و دام ، مانند کروناویروس سندرم تنفسی خاورمیانه و چیکونگونیا ظاهر می‌شوند. این بیماری‌ها اغلب در کشورهای غنی از منابع شناسایی می‌شوند، معمولاً در کشورهای با درآمد کم و متوسط شروع می‌شوند. بخشی از واکسن ها شامل شناسایی پاتوژن‌های جدید و انتقال نمونه‌ها به آزمایشگاه‌هایی است که قادر به ساخت واکسن هستند.
روش های توسعه واکسن
توسعه واکسن ها برای عفونت های ویروسی مبتنی بر استفاده از ویروس کامل ضعیف یا غیرفعال است. این امر مستلزم کشت ، آزمایش ، فرمولاسیون ، ایمنی زایی واکسن های ضعیف شده زنده و بیماری زایی است. بنابراین ، پروژه ساخت و توسعه واکسن پیش بالینی ممکن است سال ها طول بکشد. به دنبال آن چندین سال آزمایش بالینی در مراحل اولیه و تعیین دوز و برنامه واکسیناسیون را به دنبال دارد.همچنین آزمایش و ثبت اثربخشی در سازمان های نظارتی اغلب بین 5 تا 10 سال دیگر به طول می انجامد. 15 تا 20 سال بازه زمانی از کشف ویروس تا در دسترس بودن واکسن بدون در نظر گرفتن مشکلات بیولوژیکی است.
ابزارهای واکسینولوژی مدرن
در دهه گذشته ، پیشرفت های تکنولوژیکی خوبی برای توسعه ، تولید و تحویل واکسن ها وجود داشته است. توالی ژنتیکی به تشخیص عوامل بیماری زا و ژن های کد کننده که ایمونوژن را ایجاد کند، کمک می کند. جداسازی سریع آنتی بادی های مونوکلونال انسان در تعیین اپی توپ هایی که اهداف ایمنی محافظ هستند بسیار مفید است. ابزارهای اضافی واکسینولوژی مدرن شامل موارد زیر است. (1) ترسیم ساختارهای پروتئینی ویروسی در سطح اتمی است که طراحی ایمونوژن با ساختار و مهندسی پروتئین را تسهیل می کند. (2) فن آوری های مرتب سازی و توالی سلولی که امکان آنالیز تک سلولی را فراهم می آورد. (3) فن آوری های ضربتی ژنتیکی که به ساخت مدل های حیوانی با آزمایش هورمون آنتی بادیوژن ها اجازه می دهد.
دلایل استفاده از این ابزار ها
این ابزارها برای حل مشکلات واکسینولوژی ، مانند واکسن جدید برای ویروس سینسیتیال ، پتانسیل لازم را ایجاد کرده اند. توسعه سریع واکسن های جدید برای عوامل بیماری زا مانند ویروس زیکا و گونه های همه گیر تسهیل کرده اند. واکسینولوژی مصنوعی و تولید پلتفرم نوآوری های مهمی هستند که طراحی ایمونوژن واکسن و فرآیند توسعه را تسریع می کنند. زمان تولید و تأیید اولیه برای واکسن شناسی مصنوعی، فرآیند استفاده از اطلاعات توالی ژن ویروسی برای توسعه واکسن است. اگر ویروس آنفولانزای جدیدی در هر نقطه از جهان ظاهر شود و از طریق تعیین توالی ژنومی شناسایی شود. اطلاعات منتقل شده دیجیتالی می تواند به اسیدهای سنتزیوزنوکلئیک کد کننده پروتئین های سطح ویروسی (هماگلوتینین و نورامینیداز) تبدیل شود.
ایمن سازی واکسن
فرآیند سنتز ژن در حال حاضر بسیار سریع و نسبتاً ارزان است. DNA پلاسمیدهایی که پروتئین های ویروسی را کد می کنند، می توانند برای آزمایش های پیش بالینی در دسترس باشند. این بردارهای ژنتیکی DNA) و (mRNA می توانند مستقیماً برای ایمن سازی مورد استفاده قرار گیرند. و در نتیجه ایمن سازی داخل عضلانی منجر به تولید سلول های ماهیچه ای پروتئین های ویروسی می شود. ناقلان ژنتیکی می تواند برای بیان آنتی ژن های پروتئین نوترکیب، در شرایط آزمایشگاهی و برای ایمن سازی استفاده شود. به طور مشابه، اگر شیوع یک ویروس جدید به یک اپیدمی تبدیل شود، توالی های ژنی پروتئین سطح ویروسی را کدگذاری می کنند. غشاء به سرعت شناسایی شده و مبنایی برای طراحی ایمونوژن واکسن، بر اساس دانش قبلی از فلاوی ویروس باشد.
مکانیسم های خنثی سازی
مکانیسم های خنثی سازی هنگامی که ایمونوژن ساختاری در دسترس است، پروتئین یا ناقل های ژنتیکی را کد می کنند. و این پروتئین های ناقل ژنتیکی کدگذاری می توانند برای ایمن سازی حیوانات استفاده شوند. پروتئین ها را می توان برای آنتی بادی های ترشح شده توسط سلول های B انسان استفاده کرد. چنین آنتی‌بادی‌هایی نه تنها برای پالایش طرح‌های ایمونوژن واکسن، بلکه برای توسعه روش‌های تشخیصی استفاده می شوند. و همچنین به طور بالقوه برای استفاده در انتقال غیرفعال به‌عنوان عوامل درمانی ارزشمند هستند. بنابراین، توسعه معرف‌ها، تشخیص‌ها، واکسن‌های کاندید، و سنجش‌های ارزیابی ایمنی می‌تواند بدون نیاز به ویروس‌زایی فوق‌العاده برای ویروس‌زایی انجام شود. زیرا از نیاز به مهار سطح بالا در آزمایشگاه و تاسیسات تولیدی جلوگیری می کند.
فناوری‌های ساخت پلتفرم
فناوری‌های ساخت پلتفرم پس از ایجاد طراحی ایمنی واکسن، تولید و اجرای بالینی سریع‌تری را ممکن می‌سازد. پلتفرم اصطلاحی به طرق مختلف استفاده می شود. با این حال، در تولید واکسن، به این معنی است که روش آنها برای تولید و ارائه ژن واکسن ایمنی می تواند در چندین پاتوژن اعمال شود. بسترهای سلولی، رویکرد تولید، فرآیندهای تصفیه، سنجش‌های تحلیلی به‌عنوان معیار انتشار برای محصولات ساخته‌شده تحت شرایط فعلی استفاده می‌شوند. روش های تولید خوب یکسان است حتی اگر سیستم ایمنی ممکن است تغییر کند. واکسن‌های DNA یا mRNA نوکلئیک‌اسید نمونه‌های خوبی از نحوه ساخت پلتفرم می‌توانند زمان شناسایی پاتوژن را کوتاه کنند. تحویل واکسن DNA و ایمنی زایی طی 2 دهه گذشته تکامل یافت ، بستری مناسب برای واکسیناسیون تبدیل شد.
پلتفرم انواع واکسن ها
برای واکسن های پلاسمید DNA، فرآیند ساخت مشخص است و مشخصات سمیت آنها به خوبی شناخته است. مرکز تحقیقات واکسن انستیتوی ملی ، واکسن‌های DNA را برای چندین تهدید بیماری‌های ویروسی در طول شیوع ایجاد کرده است. از جمله ویروس کرونا SARS در سال 2003، H5N1 آنفولانزای مرغی 2005، H1N1 آنفولانزای همه‌گیر 2009، و این ویروس‌هاعامل بیماری بودند. انتخاب توالی ویروسی تا شروع کارآزمایی بالینی فاز 1 از 20 ماه به کمی بیشتر از 3 ماه کوتاه شد. نمونه های دیگر از پلت فرم واکسن شامل رویکردهای مبتنی بر ناقل ویروسی است که پروتئین های ویروسی دارند. به عنوان مثال ، آدنوویروس ، ویروس پوکسویروس ، ویروس استوماتیت وزیکولار یا بردارهای پارامیکسوویروس از این دسته هستند. برای بیان ایمونوژن بر اساس ژن و زایمان یا ویروس های کایمریک مناسب برای تکثیر در آنها گنجانده است .
تفاوت رویکردها
رویکردهای سنتی ، مانند واکسن های ویروس ضعیف زنده مثل فلج اطفال به عنوان رویکردهای بستری شناخته نمی شوند. زیرا الزامات مربوط به کشت و خالص سازی سلول رشد معمولاً بین خانواده های ویروس متفاوت است. رویکردهای مبتنی بر پروتئین نیز الزامات متفاوتی برای تصفیه و فرمولاسیون دارند و ممکن است از رویکردهای پلتفرمی برخوردار نباشند. مگر اینکه نمایش پروتئین ها بر روی نانوذرات یا سایر سیستم های حامل یکنواختی بیشتری را به ارمغان آورد. رویکرد استاندارد ، زمان مورد نیاز برای روند تولید را کاهش می دهد و مراحل تصویب را ساده می کند. زیرا پایگاه داده ایمنی که برای یک پلت فرم جمع آوری شده است می تواند برای چندین محصول استفاده شود.
