پلاسمیدهای نوترکیب ناقل مهمی در زمینه سلول درمانی و ژن درمانی (CGT) هستند که می توانند به عنوان:
- درمان DNA (DNA پلاسمید برهنه برای درمان) - پلاسمید برهنه به عنوان یک ناقل بیان ژن، به عنوان جایگزینی برای درمان جایگزینی پروتئین/آنزیم.
- واکسن های DNA برای استفاده پیشگیرانه و درمانی - پلاسمید به عنوان ناقل ژن، که آنتی ژن های ویروس، باکتری یا سلول سرطانی را بیان می کند.
- مواد اولیه برای تولید ناقل ویروسی - پلاسمیدهای نوترکیب ممکن است برای تولید لنتی ویروس (LV) و ویروس مرتبط با آدنو (AAV) برای واکسن ناقل ویروس، ژن درمانی یا ویرایش ژن استفاده شوند.
- مواد اولیه برای تولید mRNA/circRNA - پلاسمید خطی شده، به عنوان الگوهایی برای رونویسی آزمایشگاهی، مواد کلیدی برای واکسنها یا داروهای mRNA/circRNA هستند.
1 DNA پلاسمید برهنه
1.1 DNA پلاسمید برهنه برای استفاده انسان
داروهای ژن درمانی در حال حاضر در بازار عمدتاً از حامل های ویروسی مانند AAV و LLV استفاده می کنند. با این حال، تحقیقات گزارش داده اند که ژن درمانی عوامل رگ زایی با واسطه ناقل های ویروسی یا سلولی ممکن است منجر به تشکیل تومورهای عروقی در قلب موش شود. برای جلوگیری از بیان طولانی مدت عوامل رگ زایی، استفاده از پلاسمیدهای برهنه با DNA پلاسمید به عنوان ناقل ژن درمانی، سطح پایین تری از پروتئین هدف را در داخل بدن بیان می کند و یک انتخاب ارجح در نظر گرفته می شود.
بنابراین، تمرکز اولیه توسعه پلاسمیدهای برهنه، ژن درمانی با عوامل رگ زایی است. در حال حاضر، در مجموع دو داروی پلاسمید برهنه تایید شده برای استفاده انسانی در سراسر جهان وجود دارد: Neovasculgen، که در روسیه در سال 2011 راه اندازی شد، و Collategene، که در سال 2019 به بازار ژاپن معرفی شد. چندین داروی پلاسمید برهنه دیگر در حال حاضر در فاز دوم هستند. مراحل بالینی III ژنهای کدکننده شامل HGF، VEGF-A، SDF-1 (CXCL12) و غیره هستند.
1.2 DNA پلاسمید برهنه برای استفاده در حیوانات
انواع مختلف داروهای انسانی، واکسنهای DNA برای استفاده از حیوانات، از جمله دامپزشکی و حیوانات خانگی، موفقتر بودهاند.
جدول 1. درمان با مجوز DNA برای استفاده انسان و حیوان
کاربرد
|
محصول
|
گونه ها
|
هدف
|
نشانگر
|
شرکت
|
تاریخ / کشور مجوز
|
ژن درمانی
|
Neovasculgen، Cambiogenplasmid، PI-VEGF165
|
انسانی
|
VEGF-A
|
CLI، ایسکمی بحرانی اندام
|
موسسه سلول های بنیادی انسانی
|
2011/ روسیه
|
ژن درمانی
|
Collategene، beperminogene perplasmid، AMG0001
|
انسانی
|
HGF
|
CLI، ایسکمی بحرانی اندام
|
AnGes
|
2019/ژاپن
|
ژن درمانی
|
LifeTideSW5
|
خوک
|
هورمون آزاد کننده هورمون رشد خوک (GHRH)
|
تعداد خوکچه های از شیر گرفته شده را افزایش دهید.
|
VGX Animal Health
|
2008/استرالیا
|
ایمنی درمانی سرطان
|
یکبار
|
سگ
|
تیروزیناز
|
ملانوم بدخیم دهان (OMM)
|
مریال، بوهرینگر اینگلهایم سلامت حیوانات
|
2010/آمریکا
|
ضد میکروب ها
|
زلنت
|
گاو
|
در انتظار به روز رسانی
|
بیماری تنفسی گاو (BRD) ناشی از Mannheimia haemolytica
|
Diamond Animal Health، Bayer
|
2013/آمریکا
|
2 واکسن DNA
شکل 1. توسعه واکسن های DNA
2.1 واکسن DNA برای استفاده انسانی
ایمنی زایی کم در انسان، علیرغم پیشرفت در مدل های حیوانی، همچنان چالش بزرگی برای کاربرد واکسن DNA ایجاد می کند.
علاوه بر این، اکتشاف واکسنهای DNA برای بیماریهای عفونی، مانند HIV، سل و مالاریا، توسعه استراتژیهای بهینهسازی متنوعی را در سالهای بعدی ایجاد کرده است.
جدول 2. واکسن های DNA دارای مجوز برای استفاده انسانی
شما با استفاده از
|
نام تجاری
|
هدف / نشانه
|
صحنه
|
شرکت
|
واکسن پروفیلاکتیک
|
ZyCoV-D
|
اسپایک پروتئین؛ SARS-CoV-2
|
مجوز استفاده اضطراری در هند
|
زیدوس کادیلا
|
2.2 واکسن DNA برای استفاده حیوانات
واکسنهای DNA در کاربردهای دامپزشکی پیشرفت زیادی کردهاند، زیرا محصولات مختلف مجوز بیماریهای عفونی مانند ایمونوتراپی سرطان و کاربردهای ژن درمانی را دریافت کردهاند.
جدول 3. واکسن های DNA دارای مجوز برای استفاده در حیوانات
شما با استفاده از
|
نام تجاری
|
گونه ها
|
هدف / نشانه
|
شرکت
|
تاریخ / کشور مجوز
|
واکسن پروفیلاکتیک
|
غرب نیل - مبتکر
|
اسب ها
|
ویروس نیل غربی (WNV)
|
CDC ایالات متحده، سلامت حیوانات فورت دوج
|
2005/آمریکا
|
Apex-IHN
|
ماهی آزاد
|
ویروس نکروز خونساز عفونی (IHNV)
|
Novartis Animal Health
|
2005/کانادا
|
کلیناو
|
ماهی آزاد
|
آلفا ویروس قزل آلا نوع 3 (SAV3)
|
بهداشت حیوانات الانکو
|
2016/اتحادیه اروپا
|
ExactVac
|
مرغ
|
آنفولانزای پرندگان A (H5N1)
|
AgriLabs
|
2017/آمریکا
|
3 DNA پلاسمید به عنوان موادی برای mRNA یا تولید ناقل ویروس
mRNA و mRNA دایره ای (circRNA) به طور گسترده در تحقیقات توسعه واکسن استفاده شده است. DNA پلاسمید خطی شده به عنوان الگوی رونویسی لازم برای mRNA IVT عمل می کند که توسط RNA پلیمراز T7 تسهیل می شود.
ناقل ویروسی به عنوان کارآمدترین روش برای انتقال ژن برجسته می شود، که امکان اصلاح هدفمند انواع یا بافت های سلولی خاص و امکان دستکاری برای بیان ژن های درمانی را فراهم می کند. در تولید ناقل های ویروسی، DNA پلاسمید نقش مهمی ایفا می کند.
Yaohai Bio-Pharma راه حل CDMO یک مرحله ای را برای DNA پلاسمید ارائه می دهد
مرجع:
[1] Pagliari S، Dema B، Sanchez-Martinez A، Montalvo Zurbia-Flores G، Rollier CS. واکسنهای DNA: تاریخچه، مکانیسمهای مولکولی و دیدگاههای آینده. جی مول بیول. 2023 دسامبر 1; 435 (23): 168297. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168297.