अनुवांशिक अभियांत्रिकी लस - मुलांसाठी एक नवीन "मांस ग्राइंडर". अनुवांशिक अभियांत्रिकी लस जनुकीय अभियांत्रिकी लस तयार करण्याची पद्धत

जनुकीय अभियांत्रिकी लस ही बायोटेक्नॉलॉजी वापरून मिळवलेली औषधे आहेत, जी मूलत: अनुवांशिक पुनर्संयोजनासाठी उकळते.

विसाव्या शतकाच्या 70 च्या दशकात अनुवांशिक अभियांत्रिकी लस विकसित केल्या गेल्या, कारण अशा विकासाची गरज कच्च्या मालाच्या नैसर्गिक स्त्रोतांच्या अपुरेपणामुळे, शास्त्रीय वस्तूंमध्ये विषाणूचा प्रसार करण्यास असमर्थता यामुळे होती.

अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी लस तयार करण्याच्या तत्त्वामध्ये पुढील चरणांचा समावेश आहे: प्रतिजन जनुकांचे पृथक्करण, त्यांना साध्या जैविक वस्तूंमध्ये अंतर्भूत करणे - यीस्ट, बॅक्टेरिया - आणि लागवडीदरम्यान आवश्यक उत्पादन प्राप्त करणे.

जीन्स एन्कोडिंग संरक्षणात्मक प्रथिने थेट डीएनए-युक्त विषाणूंपासून आणि आरएनए-युक्त विषाणूंपासून त्यांच्या जीनोमच्या उलट प्रतिलेखनानंतर क्लोन केले जाऊ शकतात. 1982 मध्ये, युनायटेड स्टेट्समध्ये प्रथम प्रायोगिक हिपॅटायटीस बी लस प्राप्त झाली.

विषाणूजन्य लसींच्या निर्मितीसाठी एक नवीन दृष्टीकोन म्हणजे दुसर्या विषाणूच्या जीनोममध्ये व्हायरल प्रोटीनच्या संश्लेषणासाठी जबाबदार जीन्सचा परिचय. अशा प्रकारे, रीकॉम्बिनंट व्हायरस तयार केले जातात जे एकत्रित प्रतिकारशक्ती प्रदान करतात. सिंथेटिक आणि अर्ध-कृत्रिम लसी गिट्टीच्या पदार्थांपासून शुद्ध केलेल्या रासायनिक लसींच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात मिळवल्या जातात. अशा लसींचे मुख्य घटक म्हणजे प्रतिजन, एक पॉलिमरिक वाहक - एक ऍडिटीव्ह जो प्रतिजनची क्रिया वाढवते. वाहक म्हणून, पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्सचा वापर केला जातो - पीव्हीपी, डेक्सट्रान, ज्यामध्ये प्रतिजन मिसळले जाते.

तसेच, प्रतिजनांच्या रचनेनुसार, मोनोव्हाक्सीन (उदाहरणार्थ, कॉलरा) वेगळे केले जातात - एका रोगाविरूद्ध, लसीकरण (टायफॉइड विरूद्ध) - 2 संक्रमणांच्या उपचारांसाठी; संबंधित लस - DPT - डांग्या खोकला, घटसर्प आणि धनुर्वात विरुद्ध. एका संसर्गाविरूद्ध पॉलीव्हॅलेंट लस, परंतु त्यामध्ये रोगाच्या कारक घटकाचे अनेक सीरोटाइप असतात, उदाहरणार्थ, लेप्टोस्पायरोसिसविरूद्ध लसीकरणासाठी लस; एकत्रित लसी, म्हणजेच एकाच वेळी अनेक लसींचा परिचय विविध क्षेत्रेशरीर

लस मिळवणे

सुरुवातीला, एक जनुक प्राप्त केला जातो जो प्राप्तकर्त्याच्या जीनोममध्ये समाकलित करणे आवश्यक आहे. रासायनिक संश्लेषणाद्वारे लहान जनुके मिळू शकतात. हे करण्यासाठी, पदार्थाच्या प्रथिने रेणूमधील अमीनो ऍसिडची संख्या आणि क्रम उलगडला जातो, त्यानंतर जनुकातील न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम या डेटावरून ओळखला जातो, त्यानंतर जनुकाचे रासायनिक संश्लेषण होते.

मोठ्या संरचना, ज्यांचे संश्लेषण करणे खूप कठीण आहे, ते पृथक्करण (क्लोनिंग) द्वारे प्राप्त केले जातात, प्रतिबंधक वापरून या अनुवांशिक फॉर्मेशन्सचे लक्ष्यित क्लीवेज.

एका पद्धतीद्वारे प्राप्त केलेले लक्ष्य जनुक एंजाइम वापरून दुसर्‍या जनुकाशी जोडले जाते, जे सेलमध्ये संकरित जनुक घालण्यासाठी वेक्टर म्हणून वापरले जाते. प्लाझमिड्स, बॅक्टेरियोफेजेस, मानव आणि प्राणी विषाणू वेक्टर म्हणून काम करू शकतात. व्यक्त जीन जिवाणू मध्ये घातली जाते किंवा प्राणी सेल, जे व्यक्त जनुकाद्वारे एन्कोड केलेल्या पूर्वीच्या असामान्य पदार्थाचे संश्लेषण करण्यास सुरवात करते.

E. coli, B. subtilis, स्यूडोमोनास, यीस्ट, व्हायरस बहुतेकदा व्यक्त जनुकाचे प्राप्तकर्ता म्हणून वापरले जातात; काही स्ट्रेन त्यांच्या कृत्रिम क्षमतेच्या 50% पर्यंत परदेशी पदार्थाच्या संश्लेषणात स्विच करण्यास सक्षम असतात - या स्ट्रेन म्हणतात. सुपरउत्पादक

काहीवेळा अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी लसींमध्ये सहायक जोडले जाते.

अशा लसींची उदाहरणे हिपॅटायटीस बी (अँजेरिक्स), सिफिलीस, कॉलरा, ब्रुसेलोसिस, इन्फ्लूएंझा आणि रेबीज विरूद्ध लस आहेत.

विकास आणि अनुप्रयोगामध्ये काही अडचणी आहेत:

बर्याच काळापासून, अनुवांशिकरित्या तयार केलेल्या औषधांवर सावधगिरीने उपचार केले गेले.

लस मिळविण्यासाठी तंत्रज्ञानाच्या विकासावर महत्त्वपूर्ण निधी खर्च केला जातो

या पद्धतीद्वारे तयारी मिळवताना, प्राप्त केलेल्या सामग्रीच्या नैसर्गिक पदार्थाच्या ओळखीबद्दल प्रश्न उद्भवतो.

लसीकरण प्राप्तकर्त्यामध्ये रोगजनक सूक्ष्मजीवांच्या प्रतिकारशक्तीच्या निर्मितीमध्ये योगदान देते आणि त्याद्वारे त्याचे संक्रमणापासून संरक्षण करते. लसीच्या तोंडी किंवा पॅरेंटरल प्रशासनाच्या प्रतिसादात, यजमान जीवामध्ये रोगजनक सूक्ष्मजीवांचे प्रतिपिंड तयार केले जातात, जे नंतरच्या संसर्गानंतर, त्याचे निष्क्रियीकरण (तटस्थीकरण किंवा मृत्यू) कडे कारणीभूत ठरतात, त्याचा प्रसार रोखतात आणि रोगाचा विकास रोखतात.

लसीकरणाचा परिणाम 200 वर्षांपूर्वी - 1796 मध्ये - वैद्य एडवर्ड जेनर यांनी शोधला होता. त्यांनी प्रायोगिकरित्या सिद्ध केले की ज्या व्यक्तीला काउपॉक्स झाला आहे तो फारसा नाही गंभीर आजारगुरे चेचक रोगप्रतिकारक होतात. स्मॉलपॉक्स हा एक अत्यंत संसर्गजन्य रोग आहे ज्यामध्ये उच्च मृत्यु दर आहे; जरी रुग्ण मरण पावला नाही, तरीही त्याच्यात अनेकदा विविध विकृती असतात, मानसिक विकारआणि अंधत्व. जेनरने 8 वर्षांच्या जेम्स फिप्स या मुलाला काउपॉक्सने जाहीरपणे लस टोचलेल्या रुग्णाच्या पुस्‍तुल्‍यामधून बाहेर पडणारा एक्‍यूडेट वापरून लस टोचली आणि नंतर ठराविक वेळानंतर, दोनदा स्मॉलपॉक्सच्‍या रूग्णाच्या पुस्‍तुल्‍यामधून पूने बाळाला संक्रमित केले. रोगाचे सर्व प्रकटीकरण लसीकरणाच्या ठिकाणी लालसरपणापर्यंत मर्यादित होते, जे काही दिवसांनी अदृश्य होते. या प्रकारच्या लसींना जेनेरिक लसी म्हणतात.मात्र, लसीकरणाचा हा मार्ग मिळालेला नाही महान विकास. हे निसर्गात कमी-पॅथोजेनिक अॅनालॉग शोधणे नेहमीच शक्य नसते या वस्तुस्थितीमुळे आहे रोगकारकलस तयार करण्यासाठी योग्य.

पाश्चरने प्रस्तावित केलेली लसीकरणाची पद्धत अधिक आशादायक होती. पाश्चर लस आहेतमारल्या गेलेल्या (निष्क्रिय) रोगजनक सूक्ष्मजीवांवर आधारित किंवा जिवंत, परंतु विषाणूजन्य नाही ( मंद)ताण हे करण्यासाठी, एक जंगली-प्रकारचा ताण संस्कृतीत वाढविला जातो, शुद्ध केला जातो आणि नंतर निष्क्रिय (मारला जातो) किंवा कमकुवत (क्षीण) केला जातो जेणेकरून तो एक रोगप्रतिकारक प्रतिसाद प्राप्त करतो जो सामान्य विषाणूजन्य ताणाविरूद्ध पुरेसा प्रभावी असतो.

टिटॅनस किंवा डिप्थीरियासारख्या काही रोगांच्या इम्युनोप्रोफिलेक्सिससाठी, लसीमध्ये स्वतः बॅक्टेरियाची उपस्थिती आवश्यक नसते. वस्तुस्थिती अशी आहे मुख्य कारणया रोगांपैकी या जीवाणूंद्वारे स्रावित होणारे रोगजनक विष आहेत. शास्त्रज्ञांना आढळले आहे की हे विष फॉर्मेलिनद्वारे निष्क्रिय केले जातात आणि नंतर लसींमध्ये सुरक्षितपणे वापरले जाऊ शकतात. जेव्हा रोगप्रतिकारक प्रणालीला निरुपद्रवी विष असलेली लस आढळते तेव्हा ती वास्तविक विषाशी लढण्यासाठी प्रतिपिंडे तयार करते. या लसींना म्हणतात toxoids.

पूर्वी अशा संसर्गजन्य रोगजसे क्षयरोग, चेचक, कॉलरा, विषमज्वर, बुबोनिक प्लेग आणि पोलिओ, मानवतेसाठी एक खरी संकटे होती. लस, प्रतिजैविक आणि प्रतिबंधात्मक उपायांच्या आगमनाने हे साथीचे आजार नियंत्रणात आले आहेत. दुर्दैवाने, अजूनही अनेक मानवी आणि प्राण्यांच्या रोगांवर लस नाहीत किंवा त्या कुचकामी आहेत. आज, जगभरातील 2 अब्जाहून अधिक लोक अशा आजारांनी ग्रस्त आहेत जे लसीकरणाद्वारे टाळता येऊ शकतात. सतत उदयास येणार्‍या "नवीन" रोगांना (जसे की एड्स) प्रतिबंध करण्यासाठी लस उपयोगी असू शकतात.

रुबेला, डिप्थीरिया, डांग्या खोकला, धनुर्वात आणि पोलिओ यांसारख्या रोगांवरील लसींच्या विकासामध्ये लक्षणीय प्रगती असूनही, क्लासिक "पाश्चर" लसींचे उत्पादन आणि वापर अनेक मर्यादांना तोंड देत आहे.

1. सर्व रोगजनक सूक्ष्मजीवांची लागवड केली जाऊ शकत नाही; म्हणून, अनेक रोगांसाठी लस तयार केलेली नाही.

2. प्राणी आणि मानवी विषाणू मिळविण्यासाठी एक महाग प्राणी सेल संस्कृती आवश्यक आहे.

3. संस्कृतीत प्राणी आणि मानवी विषाणूंचे टायटर आणि त्यांच्या पुनरुत्पादनाचा दर अनेकदा खूप कमी असतो, ज्यामुळे लस उत्पादनाची किंमत वाढते.

4. कर्मचार्‍यांचा संसर्ग टाळण्यासाठी अत्यंत रोगजनक सूक्ष्मजीवांपासून लस तयार करताना कठोर खबरदारी घेणे आवश्यक आहे.

5. उत्पादन प्रक्रियेत व्यत्यय आल्यास, जिवंत किंवा अपुरेपणे कमी झालेले विषाणूजन्य सूक्ष्मजीव लसीच्या काही तुकड्यांमध्ये आणले जाऊ शकतात, ज्यामुळे संसर्गाचा अनावधानाने प्रसार होऊ शकतो.

6. कमी झालेले ताण परत येऊ शकतात (त्यांचे विषाणू पुनर्संचयित करू शकतात), म्हणून त्यांच्या विषाणूचे सतत निरीक्षण करणे आवश्यक आहे.

7. काही रोग (जसे की एड्स) पारंपारिक लसींनी टाळता येत नाहीत.

8. बहुतेक आधुनिक लसमर्यादित शेल्फ लाइफ आहे आणि ते केवळ कमी तापमानात सक्रिय राहतात, ज्यामुळे ते विकसनशील देशांमध्ये वापरणे कठीण होते.

गेल्या दशकात, रीकॉम्बिनंट डीएनए तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे, पारंपरिक लसींचे तोटे नसलेल्या लसींची नवीन पिढी तयार करणे शक्य झाले आहे. पद्धतींवर आधारित नवीन प्रकारच्या लस तयार करण्याचे मुख्य मार्ग अनुवांशिक अभियांत्रिकीखालील प्रमाणे आहेत:

1. रोगजनक सूक्ष्मजीव च्या जीनोम मध्ये बदल.या क्षेत्रातील काम दोन मुख्य भागात चालते:

अ) रोगजनक सूक्ष्मजीव त्याच्या जीनोममधून विषाणू (जीवाणू विषाच्या संश्लेषणास एन्कोड करणारे जीन्स) जबाबदार जनुक काढून (काढून) सुधारित केले जातात. रोगप्रतिकारक प्रतिक्रिया निर्माण करण्याची क्षमता जतन केली जाते. अशा सूक्ष्मजीवाचा थेट लस म्हणून सुरक्षितपणे वापर केला जाऊ शकतो, कारण शुद्ध संस्कृतीत लागवड केल्याने हटविलेले जनुक उत्स्फूर्त पुनर्प्राप्तीची शक्यता वगळली जाते.

अशा पद्धतीचे उदाहरण म्हणजे रिकॉम्बिनंट स्ट्रेनवर आधारित अलीकडेच विकसित केलेली कॉलरा लस व्ही. कॉलरा,ज्यामधून संश्लेषण एन्कोडिंग न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम हटविला गेला आहे एन्टरोटॉक्सिन,रोगजनक प्रभावासाठी जबाबदार. सध्या सुरू आहे वैद्यकीय चाचण्याकॉलरा लस म्हणून या फॉर्मची प्रभावीता अद्याप स्पष्टपणे निर्धारित केलेली नाही. लस कॉलरापासून जवळजवळ 90% संरक्षण प्रदान करते, परंतु काही विषयांचा अनुभव येतो दुष्परिणामत्यामुळे त्यात आणखी सुधारणा आवश्यक आहे.

ब) त्यांच्या आधारावर थेट लस तयार करण्यासाठी योग्य नसलेले रोगजनक स्ट्रेन मिळविण्याचा दुसरा मार्ग म्हणजे काही स्वतंत्र महत्त्वपूर्ण कार्ये (चयापचय प्रक्रिया) साठी जबाबदार असलेल्या रोगजनक बॅक्टेरियाच्या गुणसूत्र क्षेत्रांच्या जीनोममधून काढून टाकणे, उदाहरणार्थ, काही नायट्रोजनयुक्त तळांचे संश्लेषण किंवा जीवनसत्त्वे या प्रकरणात, अशा किमान दोन क्षेत्रे हटविणे चांगले आहे, कारण त्यांच्या एकाचवेळी पुनर्संचयित होण्याची शक्यता फारच कमी आहे. असे गृहीत धरले जाते की दुहेरी हटविलेल्या ताणामध्ये मर्यादित वाढीची क्षमता (लसीकरण केलेल्या जीवामध्ये मर्यादित जीवन) आणि रोगजनकता कमी असेल, परंतु रोगप्रतिकारक प्रतिसादाचा विकास सुनिश्चित करेल. तत्सम दृष्टिकोनावर, सॅल्मोनेलोसिस आणि लेशमॅनियासिस विरूद्ध लस सध्या तयार केल्या जात आहेत आणि त्यांच्या क्लिनिकल चाचण्या चालू आहेत.

2. अंगभूत नसलेल्या रोगजनक सूक्ष्मजीवांचा वापर पेशी भित्तिकाविशिष्ट इम्युनोजेनिक प्रथिने. अनुवांशिक अभियांत्रिकी पद्धतींच्या मदतीने, वैयक्तिक प्रतिजैविक साइट्स (एपिटोप्स) किंवा असंबंधित संपूर्ण इम्युनोजेनिक प्रथिने हस्तांतरित करण्यासाठी जिवंत नॉन-पॅथोजेनिक सिस्टम तयार केले जातात. रोगजनक जीव. अशा लसींच्या विकासासाठी वापरल्या जाणार्‍या पध्दतींपैकी एक म्हणजे प्रथिने ठेवणे - रोगजनक जीवाणूचे प्रतिजन जिवंत नॉन-पॅथोजेनिक बॅक्टेरियमच्या पृष्ठभागावर, कारण या प्रकरणात ते लसींमध्ये स्थानिकीकरण केलेल्यापेक्षा जास्त रोगप्रतिकारक शक्ती असते. सायटोप्लाझम अनेक जीवाणूंमध्ये फ्लॅगेला असतो, जो प्रथिने फ्लॅगेलिनपासून बनलेला असतो; सूक्ष्मदर्शकाखाली, ते बॅक्टेरियाच्या पेशीपासून पसरलेल्या धाग्यांसारखे दिसतात. जर नॉन-पॅथोजेनिक सूक्ष्मजीवाचा फ्लॅगेला रोगजनक सूक्ष्मजीवांचा विशिष्ट भाग (प्रोटीन रेणू) वाहून नेण्यासाठी बनविला गेला असेल, तर संरक्षणात्मक प्रतिपिंडांचे उत्पादन करणे शक्य होईल. अशा रीकॉम्बीनंट नॉन-पॅथोजेनिक सूक्ष्मजीवांच्या आधारे तयार केलेली लस रोगजनक सूक्ष्मजीवांना स्पष्ट प्रतिकारशक्तीच्या विकासास हातभार लावेल.

हाच दृष्टिकोन कॉलरा आणि धनुर्वात लस तयार करण्यासाठी वापरला गेला.

3. सब्यूनिट (पेप्टाइड) लसींची निर्मिती.जर काही रोगजनक सूक्ष्मजीव संस्कृतीत वाढू शकत नाहीत, तर त्यांच्या आधारावर क्लासिक पाश्चर लस तयार करणे शक्य नाही. तथापि, एक पर्यायी नॉन-पॅथोजेनिक होस्टमध्ये वेगळे, क्लोन आणि व्यक्त करू शकते (उदा., ई कोलाय् किंवा सस्तन प्राणी पेशी रेषा) विशिष्ट प्रतिजैनिक प्रथिनांच्या निर्मितीसाठी जबाबदार जीन्स, आणि नंतर या प्रथिनांना वेगळे करून शुद्धीकरणानंतर "सब्युनिट" लस म्हणून वापरतात.

सब्यूनिट लसींचे त्यांचे फायदे आणि तोटे आहेत. फायदे असे आहेत की केवळ शुद्ध इम्युनोजेनिक प्रोटीन असलेली तयारी स्थिर आणि सुरक्षित असते, त्याचे रासायनिक गुणधर्म ज्ञात असतात, त्यात अतिरिक्त प्रथिने नसतात आणि न्यूक्लिक ऍसिडस्, ज्यामुळे यजमान जीवावर अवांछित दुष्परिणाम होऊ शकतात. तोटे म्हणजे विशिष्ट प्रथिनांचे शुद्धीकरण करणे महाग असते आणि पृथक प्रथिनांचे स्वरूप त्याच्यापेक्षा वेगळे असू शकते. स्थितीत(म्हणजे, विषाणूजन्य कॅप्सिड किंवा लिफाफाचा भाग म्हणून), ज्यामुळे त्याच्या प्रतिजैविक गुणधर्मांमध्ये बदल होऊ शकतो. सबयुनिट लस तयार करण्याचा निर्णय सर्व संबंधित जैविक आणि विचारात घेऊन घेतला जातो आर्थिक घटक. सध्या मध्ये विविध टप्पेविकास आणि नैदानिक ​​​​चाचण्या नागीण, पाय आणि तोंड रोग आणि क्षयरोग विरुद्ध लस आहेत.

4. "वेक्टर लसी" ची निर्मिती.या लसी इतर प्रकारच्या लसींपेक्षा मूलभूतपणे वेगळ्या आहेत कारण इम्युनोजेनिक प्रथिने लस घटकांसह (सूक्ष्मजीव पेशी आणि त्यांची नाश उत्पादने) लसीकरण केलेल्या जीवामध्ये तयार केली जात नाहीत, परंतु त्यामध्ये थेट संश्लेषित केल्या जातात, जीन्स एन्कोडिंगच्या अभिव्यक्तीमुळे. ते, जे यामधून विशेष वेक्टरच्या मदतीने लसीकरण केलेल्या जीवात हस्तांतरित केले जातात. सर्वात मोठ्या प्रमाणावर "वेक्टर लसी" लस व्हायरस (VPV), तसेच इतर अनेक सशर्त किंवा कमी रोगजनक विषाणू (एडेनोव्हायरस, पोलिओव्हायरस, विषाणू) वर आधारित आहेत. कांजिण्या). GKR चा चांगला अभ्यास केला गेला आहे, त्याचा जीनोम पूर्णपणे क्रमबद्ध आहे. HSV DNA संक्रमित पेशींच्या साइटोप्लाझममध्ये, न्युक्लियसमध्ये, DNA पॉलिमरेझ, RNA पॉलिमरेझ आणि mRNA कॅपिंग, मेथिलेशन आणि पॉलीएडेनिलेशन करणार्‍या एन्झाईम्सच्या जनुकांच्या विषाणूमध्ये अस्तित्वामुळे प्रतिकृती बनते. म्हणून, GTR जीनोममध्ये परदेशी जनुक घातल्यास ते GTR प्रवर्तकाच्या नियंत्रणाखाली असेल, तर ते होस्टच्या नियामक आणि एंजाइमॅटिक प्रणालींपासून स्वतंत्रपणे व्यक्त केले जाईल.

WSC आहे विस्तृतयजमान (पृष्ठवंशी आणि अपृष्ठवंशी), लिओफिलायझेशन (गोठवून पाण्याचे बाष्पीभवन) नंतर अनेक वर्षे व्यवहार्य राहतात आणि त्यांच्यात ऑन्कोजेनिक गुणधर्म नसतात, आणि त्यामुळे वेक्टर लस तयार करण्यासाठी खूप सोयीस्कर आहे.

वेक्टर व्हीकेओ लस एकाच वेळी अनेक रोगांविरूद्ध लसीकरण करण्यास परवानगी देतात. हे करण्यासाठी, आपण रीकॉम्बिनंट WKO वापरू शकता, ज्यामध्ये विविध प्रतिजन एन्कोडिंग अनेक जीन्स असतात.

वापरलेल्या व्हीकेओ प्रवर्तकावर अवलंबून, संसर्गजन्य चक्राच्या सुरुवातीच्या किंवा शेवटच्या टप्प्यात परदेशी प्रथिने संश्लेषित केले जाऊ शकतात आणि त्याची रक्कम प्रवर्तकाच्या सामर्थ्याने निर्धारित केली जाते. जेव्हा एकाच GKO DNA मध्ये अनेक परदेशी जनुके घातली जातात, तेव्हा त्यातील प्रत्येकाला वेगळ्या GKO प्रवर्तकाच्या नियंत्रणाखाली ठेवले जाते, ज्यामुळे विषाणूजन्य DNA च्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये एकसंध पुनर्संयोजन रोखले जाते, ज्यामुळे घातलेल्या जीन्सचे नुकसान होऊ शकते.

लाइव्ह रीकॉम्बीनंट वेक्टर लसीचे नॉन-लाइव्ह व्हायरल आणि सब्यूनिट लसींपेक्षा बरेच फायदे आहेत:

1) अस्सल प्रतिजनची निर्मिती आणि क्रियाकलाप सामान्य संसर्गापेक्षा व्यावहारिकदृष्ट्या भिन्न नाही;

२) विषाणू यजमान पेशीमध्ये प्रतिकृती बनवू शकतो आणि प्रतिजनचे प्रमाण वाढवू शकतो जे बी पेशींद्वारे प्रतिपिंडांचे उत्पादन सक्रिय करते ( विनोदी प्रतिकारशक्ती) आणि टी-सेल्स (सेल्युलर प्रतिकारशक्ती) चे उत्पादन उत्तेजित करते;

3) जीटीआर जीनोममध्ये प्रतिजैनिक प्रथिनांची अनेक जीन्स समाविष्ट केल्याने त्याचा विषाणू आणखी कमी होतो.

लाइव्ह रीकॉम्बिनंट व्हायरल लसीचा तोटा असा आहे की जेव्हा कमी झालेल्या व्यक्तींमध्ये लसीकरण केले जाते. रोगप्रतिकारक स्थिती(उदाहरणार्थ, ज्यांना एड्स आहे) त्यांना तीव्र विषाणू संसर्ग होऊ शकतो. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, जनुक एन्कोडिंग मानवी इंटरल्यूकिन -2, जे टी-सेल प्रतिसाद उत्तेजित करते आणि विषाणूचा प्रसार मर्यादित करते, व्हायरल वेक्टरमध्ये समाविष्ट केले जाऊ शकते.

टीबीव्हीच्या प्रसाराचे अनिष्ट दुष्परिणाम लसीकरणानंतर विषाणू निष्क्रिय करून रोखले जाऊ शकतात. या उद्देशासाठी, एक इंटरफेरॉन-संवेदनशील विषाणू (जंगली-प्रकारचा जीटीव्ही त्याच्या कृतीसाठी तुलनेने प्रतिरोधक आहे) तयार केला गेला, ज्याचा प्रसार लसीकरणामुळे उद्भवलेल्या गुंतागुंत झाल्यास नियंत्रित केला जाऊ शकतो.

लाइव्ह अॅटेन्युएटेड पोलिओव्हायरस (त्याचे संशोधन नुकतेच सुरू झाले आहे) वर आधारित वेक्टर आकर्षक आहे कारण ते तोंडी लसीकरणास परवानगी देते. अशा "श्लेष्मा" लस (ज्या लस फुफ्फुसात किंवा गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टमध्ये स्थित रिसेप्टर्सला बांधतात) बहुतेक प्रतिबंधासाठी उपयुक्त आहेत. विविध रोग: कॉलरा, विषमज्वर, इन्फ्लूएंझा, न्यूमोनिया, मोनोन्यूक्लिओसिस, रेबीज, एड्स, लाइम रोग. परंतु प्रसूती प्रणाली आणि संबंधित जनुकाची अभिव्यक्ती म्हणून कोणत्याही वरवर निरुपद्रवी व्हायरसच्या क्लिनिकल चाचण्या करण्यापूर्वी, ते खरोखर सुरक्षित आहे याची खात्री करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या व्हीकेओमुळे मानवांमध्ये सुमारे 3.0-10 -6 च्या दराने गुंतागुंत निर्माण होते. म्हणून, मानवी लसीकरणासाठी वापरल्या जाणार्‍या रीकॉम्बिनंट व्हायरसच्या जीनोममधून विषाणूजन्यतेसाठी जबाबदार असलेले अनुक्रम काढून टाकणे इष्ट आहे.

प्राण्यांच्या लसींसाठी कमी कठोर आवश्यकता आहेत, म्हणून रीकॉम्बिनंट डीएनए तंत्रज्ञानाचा वापर करून उत्पादित केलेल्या पहिल्या लसी म्हणजे पाय-आणि-तोंड रोग, रेबीज, आमांश आणि पिगलेट डायरिया विरुद्ध लस. इतर प्राण्यांच्या लसी विकसित केल्या जात आहेत आणि पुनर्संयोजक मानवी लसी लवकरच उपलब्ध होतील.

दुसरा आशादायक दिशालसींच्या नवीन पिढीच्या निर्मितीमध्ये विशेषतः तयार केलेल्या ट्रान्सजेनिक वनस्पतींचा वापर केला जातो. या वनस्पतींच्या विषाणूंच्या जीनोममध्ये इम्युनोजेनिक प्रथिने किंवा विविध रोगजनक सूक्ष्मजीवांचे वैयक्तिक प्रतिजैविक एपिटॉप्सचे संश्लेषण एन्कोडिंग जीन्स घातल्यास, झाडे त्यांना व्यक्त करण्यास सुरवात करतात. अशा वनस्पती खाल्ल्यानंतर, संबंधित ऍन्टीबॉडीज (तथाकथित म्यूकोसल ऍन्टीबॉडीज) एखाद्या व्यक्तीच्या पोट आणि आतड्यांमधील श्लेष्मल त्वचेमध्ये तयार होतात. केळीमध्ये, उदाहरणार्थ, व्ही. कॉलरा अँटीजेन आणि हिपॅटायटीस बी विषाणू प्रतिजन व्यक्त केले गेले आहेत आणि अशा लसी आधीच क्लिनिकल चाचण्या घेत आहेत. ग्लूटामिक ऍसिड डेकार्बोक्झिलेज प्रतिजन बटाट्यामध्ये व्यक्त केले जातात आणि प्राण्यांच्या प्रयोगांमध्ये मधुमेहविरोधी प्रभाव असतो. असे गृहीत धरले जाते की नजीकच्या भविष्यात अशा "केळी लसी" पारंपारिक आणि अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी दोन्ही लसींशी गंभीरपणे स्पर्धा करू शकतात.

№ 43 अनुवांशिक अभियांत्रिकी लस. मिळविण्याची तत्त्वे, अर्ज.
जनुकीय अभियांत्रिकी लस ही बायोटेक्नॉलॉजी वापरून मिळवलेली औषधे आहेत, जी मूलत: अनुवांशिक पुनर्संयोजनासाठी उकळते.
सुरुवातीला, एक जनुक प्राप्त केला जातो जो प्राप्तकर्त्याच्या जीनोममध्ये समाकलित करणे आवश्यक आहे. रासायनिक संश्लेषणाद्वारे लहान जनुके मिळू शकतात. हे करण्यासाठी, पदार्थाच्या प्रथिने रेणूमधील अमीनो ऍसिडची संख्या आणि क्रम उलगडला जातो, त्यानंतर जनुकातील न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम या डेटावरून ओळखला जातो, त्यानंतर जनुकाचे रासायनिक संश्लेषण होते.
मोठ्या संरचना, ज्यांचे संश्लेषण करणे खूप कठीण आहे, ते पृथक्करण (क्लोनिंग) द्वारे प्राप्त केले जातात, प्रतिबंधक वापरून या अनुवांशिक फॉर्मेशन्सचे लक्ष्यित क्लीवेज.
एका पद्धतीद्वारे प्राप्त केलेले लक्ष्य जनुक एंजाइम वापरून दुसर्‍या जनुकाशी जोडले जाते, जे सेलमध्ये संकरित जनुक घालण्यासाठी वेक्टर म्हणून वापरले जाते. प्लाझमिड्स, बॅक्टेरियोफेजेस, मानव आणि प्राणी विषाणू वेक्टर म्हणून काम करू शकतात. व्यक्त जनुक जीवाणू किंवा प्राण्यांच्या पेशीमध्ये एकत्रित केले जाते, जे व्यक्त जनुकाद्वारे एन्कोड केलेल्या पूर्वीच्या असामान्य पदार्थाचे संश्लेषण करण्यास सुरवात करते.
E. coli, B. subtilis, स्यूडोमोनास, यीस्ट, व्हायरस बहुतेकदा व्यक्त जनुकाचे प्राप्तकर्ता म्हणून वापरले जातात; काही स्ट्रेन त्यांच्या कृत्रिम क्षमतेच्या 50% पर्यंत परदेशी पदार्थाच्या संश्लेषणात स्विच करण्यास सक्षम असतात - या स्ट्रेन म्हणतात. सुपरउत्पादक
काहीवेळा अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी लसींमध्ये सहायक जोडले जाते.
अशा लसींची उदाहरणे हिपॅटायटीस बी (अँजेरिक्स), सिफिलीस, कॉलरा, ब्रुसेलोसिस, इन्फ्लूएंझा आणि रेबीज विरूद्ध लस आहेत.
विकास आणि अनुप्रयोगामध्ये काही अडचणी आहेत:
- बराच वेळजनुकीय अभियांत्रिकी औषधांवर सावधगिरीने उपचार केले गेले.
- लस मिळविण्यासाठी तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी महत्त्वपूर्ण निधी खर्च केला जातो
- या पद्धतीद्वारे तयारी मिळवताना, प्राप्त केलेल्या सामग्रीच्या नैसर्गिक पदार्थाच्या ओळखीबद्दल प्रश्न उद्भवतो.
संबद्ध आणि एकत्रित लस तयारी. फायदे. लस थेरपी.
संबंधित लसी ही अशी तयारी आहे ज्यामध्ये अनेक विषम प्रतिजनांचा समावेश होतो आणि एकाच वेळी अनेक संक्रमणांविरूद्ध लसीकरण होऊ देते. जर तयारीमध्ये एकसंध प्रतिजनांचा समावेश असेल, तर अशा संबंधित लसीला पॉलीव्हॅक्सीन म्हणतात. संबंधित तयारीमध्ये विषम प्रतिजनांचा समावेश असल्यास, त्याला एकत्रित लस म्हणणे वाजवी आहे.
एकत्रित लसीकरण देखील शक्य आहे, जेव्हा शरीराच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये एकाच वेळी अनेक लसी दिल्या जातात, उदाहरणार्थ, चेचक (त्वचेवर) आणि प्लेग (त्वचेखालील) विरुद्ध.
पोलिओ लसीचे उदाहरण म्हणजे पोलिओ व्हायरस प्रकार I, II, III चे कमी झालेले स्ट्रेन असलेली थेट पोलिओ पोलिओ लस मानले जाऊ शकते. संयोजन लसीचे उदाहरण म्हणजे डीपीटी, ज्यामध्ये निष्क्रिय पार्टिक्युलेट पेर्ट्युसिस लस, डिप्थीरिया आणि टिटॅनस टॉक्सॉइड समाविष्ट आहे.
एकत्रित लस एका कठीण अँटी-एपिडेमिक परिस्थितीत वापरली जातात. त्यांची क्रिया एकाच वेळी अनेक प्रतिजनांना प्रतिसाद देण्याच्या प्रतिरक्षा प्रणालीच्या क्षमतेवर आधारित आहे.

पद्धतीचे सार: संरक्षणात्मक प्रतिजनांच्या संश्लेषणासाठी जबाबदार असलेल्या विषाणूजन्य सूक्ष्मजीवांची जीन्स निरुपद्रवी सूक्ष्मजीवांच्या जीनोममध्ये घातली जातात, ज्याची लागवड केल्यावर, संबंधित प्रतिजन तयार होते आणि जमा होते. एक उदाहरण असेल रीकॉम्बिनंट लसविरुद्ध व्हायरल हिपॅटायटीसबी, विरुद्ध लस रोटाव्हायरस संसर्ग. शेवटी, आहेत सकारात्मक परिणामतथाकथित वापर. वेक्टर लसी, जेव्हा वाहक थेट रीकॉम्बिनंट लस व्हायरस (वेक्टर) असतो, तेव्हा दोन विषाणूंचे पृष्ठभागावरील प्रथिने लागू केले जातात: व्हायरस डी ग्लायकोप्रोटीन नागीण सिम्प्लेक्सआणि इन्फ्लूएंझा ए विषाणूचे हेमॅग्ग्लुटिनिन. वेक्टरची अनिर्बंध प्रतिकृती निर्माण होते आणि दोन्ही प्रकारच्या विषाणूजन्य संसर्गाविरूद्ध पुरेसा रोगप्रतिकारक प्रतिसाद विकसित होतो.

रीकॉम्बीनंट लस - या लसी रीकॉम्बिनंट तंत्रज्ञान वापरून तयार केल्या जातात, सूक्ष्मजीवांच्या अनुवांशिक सामग्रीचा समावेश यीस्ट पेशींमध्ये करतात जे प्रतिजन तयार करतात. यीस्टची लागवड केल्यानंतर, इच्छित प्रतिजन त्यांच्यापासून वेगळे केले जाते, शुद्ध केले जाते आणि लस तयार केली जाते. अशा लसींचे उदाहरण म्हणजे हिपॅटायटीस बी लस (युवॅक्स बी).

रिबोसोमल लस

या प्रकारची लस मिळविण्यासाठी, प्रत्येक पेशीमध्ये उपस्थित असलेल्या राइबोसोम्सचा वापर केला जातो. रिबोसोम हे ऑर्गेनेल्स आहेत जे टेम्पलेटमधून प्रथिने तयार करतात - mRNA. मॅट्रिक्ससह वेगळे राइबोसोम त्यांच्या शुद्ध स्वरूपात लस दर्शवतात. उदाहरण म्हणजे ब्रोन्कियल आणि डिसेंट्री लस (उदाहरणार्थ, IRS - 19, ब्रॉन्को-मुनल, रिबोमुनिल).

कोणत्याही मोठ्या प्रमाणात लसीकरण कार्यक्रमात लक्षात ठेवण्याचा आणखी एक मुद्दा म्हणजे लस सुरक्षितता आणि परिणामकारकता यांच्यातील संतुलन. संसर्गापासून मुलांना लसीकरण करण्याच्या कार्यक्रमांमध्ये, व्यक्तीचे हित (लस सुरक्षित आणि प्रभावी असणे आवश्यक आहे) आणि समाजाचे हित (लसीने पुरेशी संरक्षणात्मक प्रतिकारशक्ती निर्माण करणे आवश्यक आहे) यांच्यात संघर्ष असतो. दुर्दैवाने, आज, बहुतेक प्रकरणांमध्ये, लसीकरणाच्या गुंतागुंतांची वारंवारता जास्त आहे, तिची प्रभावीता जास्त आहे.

नवीन तंत्रज्ञानाच्या वापरामुळे दुसऱ्या पिढीतील लस तयार करणे शक्य झाले आहे.

चला त्यापैकी काही जवळून पाहूया:

संयुग्मित

कारणीभूत काही जीवाणू धोकादायक रोगमेनिंजायटीस किंवा न्यूमोनिया (हिमोफिलस इन्फ्लूएंझा, न्यूमोकोसी) प्रमाणे, नवजात आणि अर्भकांच्या अपरिपक्व रोगप्रतिकारक प्रणालीद्वारे ओळखणे कठीण असलेले प्रतिजन असतात. संयुग्म लस अशा प्रतिजनांना प्रथिने किंवा इतर प्रकारच्या सूक्ष्मजीवांच्या टॉक्सॉइड्सशी बंधनकारक करण्याचे तत्त्व वापरतात, ज्याला मुलाच्या रोगप्रतिकारक शक्तीने ओळखले जाते. संयुग्मित प्रतिजनांविरूद्ध संरक्षणात्मक प्रतिकारशक्ती निर्माण होते.

उदाहरण म्हणून हिमोफिलस इन्फ्लूएंझा (Hib-b) विरुद्ध लस वापरणे, 1989 ते 1994 या कालावधीत युनायटेड स्टेट्समधील 5 वर्षांपेक्षा कमी वयाच्या मुलांमध्ये Hib-मेनिन्जायटीसचे प्रमाण कमी करण्यात प्रभावी असल्याचे दिसून आले आहे. 35 ते 5 प्रकरणांपर्यंत.

सब्यूनिट लस

सब्यूनिट लसींमध्ये पुरेसा रोगप्रतिकारक प्रतिसाद प्रदान करण्यास सक्षम प्रतिजन तुकड्यांचा समावेश असतो. या लसी सूक्ष्मजीव कण म्हणून सादर केल्या जाऊ शकतात किंवा अनुवांशिक अभियांत्रिकी तंत्रज्ञान वापरून प्रयोगशाळेत मिळवल्या जाऊ शकतात.

सूक्ष्मजीवांचे तुकडे वापरणाऱ्या सब्यूनिट लसींची उदाहरणे म्हणजे स्ट्रेप्टोकोकस न्यूमोनिया आणि मेनिन्गोकोकस प्रकार ए विरुद्ध लस.

बेकरच्या यीस्ट पेशींमध्ये हिपॅटायटीस बी विषाणूच्या अनुवांशिक सामग्रीचा एक भाग परिचय करून रिकॉम्बिनंट सब्यूनिट लस (उदा. हिपॅटायटीस बी विरुद्ध) तयार केल्या जातात. विषाणूजन्य जनुक अभिव्यक्तीच्या परिणामी, प्रतिजैविक सामग्री तयार केली जाते, जी नंतर शुद्ध केली जाते आणि सहायकास बांधली जाते. परिणामकारक आणि सुरक्षित लस आहे.

रीकॉम्बिनंट वेक्टर लस

वेक्टर किंवा वाहक हा एक कमकुवत झालेला विषाणू किंवा जीवाणू आहे ज्यामध्ये दुसर्या सूक्ष्मजीवातील अनुवांशिक सामग्री घातली जाऊ शकते, जी रोगाच्या विकासासाठी कारणास्तव महत्त्वपूर्ण आहे ज्यासाठी संरक्षणात्मक प्रतिकारशक्ती निर्माण करणे आवश्यक आहे. वॅक्सिनिया विषाणूचा उपयोग रीकॉम्बीनंट वेक्टर लस तयार करण्यासाठी केला जातो, विशेषतः विरुद्ध एचआयव्ही संसर्ग. हिपॅटायटीस बी विषाणूच्या कणांचे वाहक म्हणून कमकुवत बॅक्टेरिया, विशेषत: साल्मोनेलावर असेच अभ्यास केले जातात.

सध्या, वेक्टर लसींचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जात नाही.

70 च्या दशकात. आपल्या शतकातील, अनुवांशिक पेशी अभियांत्रिकीच्या यशामुळे ते विकसित करणे शक्य झाले आहे नवीन तंत्रज्ञानअँटीव्हायरल लस मिळवणे, ज्याला जनुकीय अभियंता लस म्हणतात. अशा घडामोडींची गरज खालील कारणांद्वारे निर्धारित केली गेली: 1) कच्च्या मालाच्या नैसर्गिक स्त्रोतांचा अभाव / योग्य प्राणी; 2) शास्त्रीय वस्तू/उती संवर्धन इत्यादींमध्ये विषाणूचा प्रसार करण्याची अशक्यता. अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी लस तयार करण्याच्या तत्त्वामध्ये हे समाविष्ट आहे: अ) नैसर्गिक प्रतिजन जनुकांचे किंवा त्यांच्या सक्रिय तुकड्यांचे पृथक्करण; ब) साध्या जैविक वस्तूंमध्ये या जनुकांचे एकत्रीकरण - बॅक्टेरिया, यीस्ट; c) जैविक वस्तू तयार करण्याच्या प्रक्रियेत आवश्यक उत्पादन प्राप्त करणे - एक प्रतिजन उत्पादक. पेशीच्या जीनोमच्या तुलनेत विषाणूंचे जीनोम (प्रोकेरियोटिक किंवा युकेरियोटिक) आकाराने नगण्य असतात. जीन्स एन्कोडिंग संरक्षणात्मक प्रथिने थेट डीएनए-युक्त व्हायरसपासून, आरएनए-युक्त व्हायरसपासून - त्यांच्या जीनोमचे उलट प्रतिलेखन (सतत जीनोम असलेल्या विषाणूंसाठी) किंवा अगदी वैयक्तिक जीन्स (विखंडित जीनोम असलेल्या व्हायरससाठी) थेट क्लोन केले जाऊ शकतात. नवीन जैवतंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या पहिल्या टप्प्यावर, शास्त्रज्ञ मुख्यत्वे मुख्य अँटीजेनिक निर्धारक असलेल्या प्रथिनांचे संश्लेषण एन्कोडिंग व्हायरल जीन्सचे क्लोनिंग करण्यात गुंतले होते. लवकरच, हिपॅटायटीस बी, इन्फ्लूएन्झा आणि पॉलीमायोलायटिस व्हायरसचे जीन्स किंवा जीनोम वाहून नेणारे पुनर्संयोजक जिवाणू प्लाझमिड्स प्राप्त झाले. पुढची पायरी म्हणजे प्रतिजन मिळवणे. प्रश्न कठीण झाला, कारण प्रोकेरियोटिक प्रणालीमध्ये व्हायरल जीन्सची अभिव्यक्ती नगण्य होती. हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकते की उत्क्रांतीच्या काळात व्हायरसने मानवी शरीरात परजीवी बनण्यास अनुकूल केले आहे. तथापि, कालांतराने, प्रतिजन अभिव्यक्ती प्राप्त झाली. आणि अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी लस तयार करण्याची आवश्यकता दर्शविणारी सर्वात सामान्य उदाहरणांपैकी एक म्हणजे हिपॅटायटीस बी. समस्या अशी आहे की व्हायरससाठी संवेदनशील असलेल्या पेशी किंवा प्राणी संस्कृती अद्याप सापडलेल्या नाहीत. त्यामुळे, लस मिळविण्यासाठी अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी पद्धती विकसित करणे ही एक गरज बनली आहे. प्लास्मिड आणि फेज व्हेक्टर वापरून ई. कोलाय पेशींमधील जीनोमचे क्लोनिंग या पद्धतीमध्ये आहे. रीकॉम्बीनंट प्लाझमिड्स वाहून नेणारे बॅक्टेरिया प्रथिने तयार करतात जे विषाणूविरूद्ध प्रतिपिंडांसह विशेषतः प्रतिक्रिया देतात. 1982 मध्ये, हिपॅटायटीस बी विरूद्ध पहिली प्रायोगिक लस यूएसएमध्ये प्राप्त झाली. युकेरियोटिक पेशी(यीस्ट, प्राणी). विशेषत: इन्फ्लूएन्झा, नागीण, पाय आणि तोंडाच्या रोगांविरुद्ध, इतर अनुवांशिक अभियांत्रिकी लस तयार करण्यासाठी सखोल काम सुरू आहे. टिक-जनित एन्सेफलायटीसआणि इतर व्हायरल इन्फेक्शन्स. नवीनतम दृष्टीकोनविषाणूजन्य लसींच्या निर्मितीमध्ये दुसऱ्या विषाणूच्या जीनोममध्ये विषाणूजन्य प्रथिनांच्या संश्लेषणासाठी जबाबदार असलेल्या जनुकांचा समावेश आहे. अशा प्रकारे, रीकॉम्बिनंट व्हायरस तयार केले जातात जे एकत्रित प्रतिकारशक्ती प्रदान करतात.