Vaksin DNA Sintetis

Read Also

Sejak kemunculannya pada awal 1990-an, aplikasi vaksin synthetic DNA (synDNA) telah diselidiki terhadap beberapa patogen (misalnya, HIV, Ebola, HPV, Zika) dan saat ini sedang diuji dalam berbagai uji klinis, termasuk SARS- CoV-2. Vaksin DNA berukuran besar, polianionik, sensitif terhadap nuklease, dan menunjukkan entri pasif yang kurang efisien ke dalam sel. Metode pengiriman seperti pistol gen, jet, electroporation (EP), dan sistem berbasis nanopartikel telah meningkatkan serapan synDNA in vivo. EP menggunakan impuls listrik berumur pendek untuk menciptakan permeabilisasi membran sel sementara dan reversibel dan meningkatkan serapan asam nukleat sebesar 100-1000×. EP juga memfasilitasi ekstravasasi leukosit karena peningkatan permeabilitas pembuluh darah. Perangkat EP portabel sedang digunakan di sebagian besar uji klinis.

SynDNA yang dikirim ke otot diyakini mentransfeksi miosit, keratinosit, dan APC residen jaringan. DNA yang diinternalisasi ditranslokasikan ke dalam nukleus, ditranskripsi menjadi messenger RNA (mRNA), dan diekspor untuk translasi protein. Antigen yang dihasilkan dapat dipresentasikan pada MHC-I dan II, sebagian menjelaskan respons sel T yang kuat. APC residen jaringan yang mengekspresikan antigen yang diinginkan dapat secara langsung lalu lintas ke kelenjar getah bening yang mengering untuk memulai respons imun. Di sisi lain, ekspresi antigen pada miosit dapat menghasilkan respons imun dengan translasi dan sekresi (atau pelepasan) antigen ke lingkungan lokal. Ini mempromosikan penyerapan dan presentasi silang (MHC-II) oleh APC yang tidak ditransfeksi. Sel B juga dapat mengenali protein yang disekresikan, yang mengarah ke aktivasi independen sel T mereka. Terlepas dari disekresikan atau ditumpahkan, antigen terlarut dapat mengalir ke kelenjar getah bening, memperluas presentasi antigen secara lokal dan di jaringan distal, menghasilkan reaksi GC yang lebih baik dan perluasan kembali sel T CD4+ dan CD8+ prima LN. Miosit yang ditransfusikan meningkatkan regulasi MHC-I dan molekul co-stimulator lainnya seperti CD80, dan dapat berkontribusi pada respons sel T dengan priming sel CD8+ T naif. Vaksin SynDNA dapat menginduksi komponen humoral dan seluler dari respon imun dengan beberapa studi praklinis dan klinis yang menunjukkan respon sel T CD4+ dan CD8+ spesifik antigen yang kuat. Kemampuan untuk menginduksi kedua respons imun membedakan platform ini dari teknologi yang lebih konvensional yang dijelaskan di bagian sebelumnya dari naskah ini (misalnya, virus yang tidak aktif).

Dibandingkan dengan platform vaksin subunit konvensional yang tidak aktif, dilemahkan, dan rekombinan, vaksin synDNA lebih cepat, lebih murah, dan lebih mudah dibuat (Gambar). Mereka juga menerima liofilisasi, termostabil, dan menunjukkan stabilitas farmasi yang tinggi (penyimpanan jangka panjang). Kemajuan terbaru dalam optimasi kodon, biologi molekuler dan struktural, imunoinformatika, desain imunogen, dan kemajuan teknologi dalam metode pemurnian, bersama dengan penemuan/pengembangan bahan pembantu baru, dan sistem pengiriman yang efisien, telah meningkatkan potensi dan catatan keamanan untuk platform ini.

Gambar. Representasi skematis dari proses produksi dan pemurnian selama pembuatan vaksin DNA dan mRNA. (Atas): Produksi DNA plasmid: Merancang urutan adalah langkah pertama dalam mengembangkan vaksin genom yang diikuti dengan fermentasi densitas sel tinggi, sintesis gen, dan subkloning. Sel dipanen, dilisiskan, dan dimurnikan menggunakan kromatografi. Plasmid DNA kemudian diurutkan untuk jaminan kualitas sebelum dipekatkan, disaring, dan disterilkan untuk formulasi vaksin DNA. (Bawah): produksi mRNA: Sintesis mRNA untuk vaksin berbasis RNA memerlukan linearisasi plasmid DNA untuk memastikan transkripsi run-off. Sintesis mRNA dari template plasmid DNA dikatalisis oleh proses enzimatik in vitro transcription (IVT). RNA polimerase (mis. T7 Polimerase), nucleotide triphosphates (NTPs) substrates, kofaktor polimerase MgCl2, buffer pH yang mengandung poliamina, dan antioksidan adalah semua komponen dari prosedur IVT. Setelah pemeriksaan QC, mRNA dipekatkan, disaring, dan disterilkan.

Ekspresi antigen berumur panjang setelah pengiriman synDNA ke dalam otot atau dermis, memediasi respon imun yang kuat karena respon Tfh berkelanjutan dan fenotipe GC. Namun, persistensi DNA dalam nukleus menimbulkan masalah keamanan karena, secara teori, hal itu dapat meningkatkan kemungkinan integrasi ke dalam genomic DNA (gDNA). Namun, data eksperimental menunjukkan bahwa integrasi ke dalam gDNA hanya spekulatif seperti yang ditunjukkan oleh kejadian yang sangat langka yang jauh di bawah batas FDA untuk non-persistensi (<100 salinan plasmid/mg DNA inang). Terlepas dari data klinis yang positif, tidak ada vaksin berbasis DNA yang dilisensikan untuk digunakan pada manusia, kemungkinan karena pembangkitan respons sel B dan T yang kuat dengan platform ini memerlukan setidaknya administrasi penguat utama dan dua-tiga. Namun, beberapa vaksin DNA telah dilisensikan untuk aplikasi kedokteran hewan, misalnya Melanoma pada anjing dan virus West Nile pada kuda. Aplikasi yang aman dan efektif dari vaksin ini pada hewan kemungkinan akan berperan dalam memberikan bukti konsep yang membantu dalam aplikasi akhirnya untuk penggunaan klinis pada manusia.