Экспрессия цитокинов и других иммуномодуляторов

Для ДНК-вакцинации в качестве адъювантов чаще всего применяют гены цитокинов. Цитокины — это класс белковыхмолекул, регулирующих межклеточные и межсистемные взаимодействия в организме, в частности, функционированиеиммунной системы. Все цитокины, а их известно более 30, могут модулировать иммунный ответ. Цитокины IL2, IL-12, интерферон γ, IL-15, IL-18 и IL-23 имеют стимулирующее влияние на Т-хелперы первого класса. К цитокинам, которые модулируют действие Т-хелперов второго класса, относятся: IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 И IL-13. Тип цитокина подбирают согласно тому, какой тип иммунного ответа хотят усилить.

Различия иммунного ответа Т-хелперов 1 и 2 класса
Отличия	Т-хелперы 1	Т-хелперы 2
Главная клетка-партнер	Макрофаг	В-клетка
Иммунный ответ	Клеточный. Усиливает действие макрофагов Повышает пролиферацию Т-киллеров	Гуморальный. Стимулирует пролиферацию В-клеток Повышает выработку нейтрализующих антител.

Достичь повышения иммунного ответа можно с помощью хемокинов. Хемокины — это семейство цитокинов, которые способны вызвать хемотаксис чувствительных к ним клеток, в том числе и иммунных. В частности, рецепторы к хемокинам есть на антигенпредставляющих клетках хемокинов. Связывание хемокина со своим рецептором приводит к эндоцитозу комплекса антиген-хемокин внутрь АПК. Эта стратегия эффективно используется как при разработке противовирусных ДНК-вакцин, так и противоопухолевых^[47].

Функцию адъюванта также может выполнять белок БТШ70 (белки теплового шока, англ. heat-shock proteins, HSP). Иммуностимулирующее действие БТШ70 основано на его способности выходить во внеклеточное пространство и связываться с рецепторами АПК. Механизм транспорта БТШ70 наружу пока окончательно не выяснен, но, скорее всего, существует несколько путей — экзоцитоз, секреция наружу или выход через канал. Связывание БТШ70 со своим рецептором приводит к активации дендритных клеток, опосредует представление антигена и стимулирует продукцию хемокинов. Поскольку антиген слит с БТШ70, он также попадает во внеклеточное пространство, поэтому может представляться по пути ГКГ-II и активировать В-клетки. Во избежание аутоиммунных реакций для ДНК-вакцин используют бактериальный ген БТШ70.

Преимущества и недостатки ДНК-вакцин

Метод ДНК-вакцинации обладает рядом преимуществ, наиболее важным из которых является запуск как гуморального, так и клеточного иммунного ответа. Вакцины на основе ДНК обеспечивают долговременную экспрессию антигена и, соответственно, устойчивый иммунный ответ. К дополнительным факторам, способствующим развитию ДНК-иммунизации, относят простоту и низкую стоимость производства вакцины.

Преимущества

Недостатки

Антиген получает нативную конформацию Активация обеих ветвей иммунитета: гуморальной и клеточной Синтезированный антиген можно избирательно направлять на путьГКГ-I или ГКГ-II Могут избирательно действовать на разные популяции Т-хелперов Обеспечивают долговременную экспрессию антигена Просты и быстры в изготовлении Низкая цена производства Не требуют особых условий хранения Могут применяться как для профилактики, так и для лечения болезней Потенциально эффективны против широкого спектра болезней: бактериальных, вирусных, аутоиммунных и раковых заболеваний

Слабая иммуногенность Для вирусных векторов существует опасность интеграции чужеродной ДНК в геном клетки Возможно развитие аутоиммунных реакций Плазмидные и вирусные векторы могут вызвать неспецифический иммунный ответ

Применение ДНК-вакцин

ДНК-вакцины в ветеринарии

Все четыре одобренные Управлением США по контролю над продуктами питания и лекарственными препаратами вакцины созданы на основе плазмид. Для трёх из них рекомендован производителем способ введения — внутримышечно, для вакцины «ЛайфТайд» — внутримышечная инъекция, совмещённая с электропорацией. Если остальные вакцины направлены на активацию иммунитета, то для вакцины «ЛайфТайд» иммуностимулирующее действие является дополнительным. Продукт вакцины — соматолиберин, гормон, который стимулирует высвобождение гипофизом гормона роста и пролактина. Действие последних двух гормонов у свиней приводит к росту массы животных и увеличению численности выводка. Вместе с тем, введение животным плазмиды, которая кодирует соматолиберин, стимулирует выработку Т-лимфоцитов, натуральных киллеров следовательно, увеличивает иммунную сопротивляемость организма.

Торговое название вакцины	Год лицензирования	Мишень	Животное	Продукт вакцины	Цель создания вакцины
«Вэст Найл-Инноватор» (США)	2005	Вирус лихорадки Западного Нила	Кони	Структурный белок вируса PreM-E	Защита против вируса
«Апекс-ай-эйч-эн» (Канада)	2005	Возбудитель инфекционного некроза гемопоэтической ткани (ИНГТ)	Рыбы семействалососёвые	Вирусный гликопротеин	Повышение количества и качества продовольствия рыбы
«ЛайфТайд Эс-Даблъю 5» (Австралия)	2008	Гормон роста	Свиньи и другой домашний скот	Соматолиберинсвиньи	Увеличение выводка у свиноматок; значительно уменьшает перинатальную смертность и заболеваемость
«ОНСЕПТ» (США)	2010	Меланома	Собаки	Тирозиназачеловека	Как альтернатива лучевой терапии и операционному вмешательству при лечении меланомы

Перспективы ДНК-вакцинации

Распределение открытых клинических исследований ДНК-вакцин в зависимости от заболевания по состоянию на 2011 год. Общее количество испытаний — 43