Исторически вакцины сначала были основаны на ослабленных или инактивированных версиях живых вирусов, но у них были некоторые недостатки. Например, в некоторых случаях пораженный вирус может вернуться к активному вирусу и вызвать заболевание, для борьбы с которым он был создан. Современные достижения в области генетики и технологии рекомбинантной ДНК, или рДНК, позволили ученым создать вакцины, которые больше не способны вызывать заболевание. Три различных типа препаратов, основанных на технологии вакцины рДНК, используются для вакцинации животных и человека.

Генетически модифицированные вирусы

Ученые использовали технологию вакцины рДНК для генетической модификации живых вирусов, чтобы они могли вызывать иммунный ответ, но не быть патогенными. Это требует знания того, какие гены в вирусе связаны с репликацией вируса, и последующего удаления или выбивания этих генов. Генетически модифицированный вирус, который больше не может реплицироваться, все еще имеет поверхностные белки или антигены, которые признаны чужеродными для хозяина, способствуя иммунному ответу на модифицированный вирус.

Рекомбинантные вирусные белки

Для тех вирусов, в которых известен белок или антиген, который индуцирует иммунный ответ, вирусная ДНК, которая кодирует этот конкретный белок, может быть выделена, клонирована и использована для получения вирусного белка в пробирке. Большие количества вирусного белка, синтезированного из клонированной ДНК, затем очищают и используют в качестве вакцины. Синтезированный белок из клонированной ДНК или набор вирусных белков, используемых для иммунизации, называют рекомбинантными инактивированными вакцинами.

Генетические вакцины

Генетические вакцины состоят из разорванных кусочков вирусной ДНК, которые сконструированы так, чтобы инициировать экспрессию белкового антигена, специфичного для заболевания, после инъекции животному, подвергающемуся вакцинации. Эти маленькие кусочки вирусной ДНК вводят под кожу, после чего клетки-хозяева захватывают ДНК. ДНК-матрица транслируется, и вирусные белки образуются в клетках-хозяевах. Иммунная система хозяина реагирует, если он подвергся воздействию самой болезни, и пытается бороться с ней, вырабатывая антитела против вновь синтезированных вирусных белков.

Другие соображения

Несмотря на все вакцины, разработанные с помощью технологии рДНК, инфекционные заболевания животных и человека продолжают оставаться проблемой во всем мире. Избирательное давление и естественный отбор приводят к эволюционным изменениям в вирусах, которые в результате производят новые штаммы, с которыми современные вакцины больше не могут бороться. Есть также вирусы, для которых вакцин не существует, потому что они все еще плохо изучены. Достижения в области биотехнологии и широкомасштабные усилия в рамках проекта «Вирусные геномы» в Национальном центре биотехнологической информации, Национальные институты здравоохранения, позволили секвенировать более 1200 различных вирусных геномов. Геном - это полный набор генов, обнаруженных в данном организме. Эта продолжающаяся инициатива секвенирования дает ученым новую генетическую информацию, которая потенциально облегчит разработку новых вакцин с помощью технологии рДНК.