راه چاره نو برای ساخت واکسن هپاتیت ب ارائه شد - مجله گیتی رو

رضائی خاطر نشان کرد: در حال حاضر فراوری و به کارگیری واکسن هایی با ایمنی زایی مناسب، از روش های مؤثر برای مقابله با بیماری های عفونی به حساب می آیند. برخی از واکسن ها از میکروارگانیسم های ضعیف شده (واکسن های زنده) و یا پاتوژن های غیر فعال ساخته شده اند که این ترکیبات می توانند باعث تحریک شدید سیستم ایمنی شوند.

دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: از معایب این واکسن ها می توان به ایجاد واکنش های التهابی، احتیاج به تلقیح مجدد برای داشتن پاسخ ایمنی مداوم و بعلاوه هزینه بالای فراوری آن، اشاره نمود.

وی گفت: پیش از اینها نشان داده شده است که واکسن های زیر واحدی که از قسمت های مناسب آنتی ژن های پپتیدی و پروتئینی تشکیل شده اند، از ایمنی بالاتری نسبت به واکسن های مرسوم برخوردار هستند. اما مهمترین چالش در استفاده از واکسن های زیر واحدی، پایین بودن مقدار تحریک سیستم ایمنی به وسیله آنها است.

وی با بیان اینکه مهمترین راه برای برطرف این مشکل، استفاده از ادجوانت ها است، گفت: ادجوانت ها ترکیباتی هستند که به ایمونوژن ها (آنتی ژن) اضافه می شوند تا به وسیله تحریک سلول های دندریتیک (سلول های عرضه نماینده آنتی ژن)، بتوانند پاسخ ایمنی شدیدتری را ایجاد نمایند.

وی افزود: در حال حاضر یکی از ادجوانت هایی که به منظور افزایش ایمنی زایی واکسن هپاتیت ب به آن اضافه می گردد، آلوم (از ترکیبات آلومینیوم) است. آلوم، تنها ادجوانت تأیید شده برای کاربردهای کلینیکی انسانی است.

رضائی افزود: در فرمولاسیون کلیه واکسن های هپاتیت ب که مجوز ورود به بازار دارویی را گرفتند، از آلوم به اسم ادجوانت استفاده شده است. این ادجوانت به طور گسترده استفاده می گردد. اثرات مضر آلوم کم است اما واکنش های آلرژیک و سمیت عصبی مشاهده شده است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: به طور طبیعی، دوزهای کم آلومینیوم به وسیله کلیه ها دفع می شوند، اما تحت شرایط خاصی به اسم مثال زمانی که عملکرد کلیه ها کاهش می یابد، آلومینیوم در بدن انباشته شده و می تواند به سم تبدیل گردد. سطوح بالای آلومینیوم در بدن به شکل قابل ملاحظه ای بر مغز و بافت استخوان اثر می نماید و بعلاوه مسمومیت آلومینیوم به صورت بالقوه به بیماری آلزایمر مرتبط می گردد.

وی با بیان اینکه واکسن های حاوی آلوم، احتیاج به چندین تزریق در زمان مناسب پشت سر هم، برای به دست آوردن پاسخ ایمنی بهینه و طولانی مدت دارند، گفت: اما انجام این کار در کشورهای در حال توسعه، برای نگه داری نرخ ایمنی زایی بالا در برنامه ایمنی زایی چندگانه، بسیار مشکل است؛ بنابراین توسعه ادجوانت های ایمن و سیستم های رهایش واکسن برای دستیابی طولانی مدت به پاسخ های ایمنی، احتیاج است.

این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: پروتئین ابریشم، یک پلیمر دارای تأییدیه سازمان غذا و داروی ایالات متحده آمریکا (FDA) است که به طور موفقیت آمیز به اسم نخ بخیه و سیستم های رهایش دارو و پروتئین ، کاربرد دارد. این پروتئین، خصوصیات مکانیکی بسیار عالی، فرآیند فعال سازی قابل انعطاف و زیست سازگاری بسیار بالایی دارد.

وی با بیان اینکه طی دهه اخیر کوشش های زیادی در جهت بکارگیری علم نانوبیوتکنولوژی در جهت ساخت نانوذرات مناسب جهت انتقال اجزای سازنده واکسن ها، نظیر آنتی ژن های پپتیدی، پروتئینی و اسید نوکلئیکی صورت گرفته است، اسم کرد: حامل های ذره ای می توانند به اسم سیستم تحویل آنتی ژن موثر عمل نمایند؛ بنابراین برداشت آنتی ژن به وسیله سلول های ارائه دهنده آنتی ژن مانند ماکروفاژها و یا سلول های دندریتیک را، افزایش دهند.

وی ادامه داد: حامل های آنتی ژن بر پایه ذره، به اسم منبعی برای رهایش کنترل شده آنتی ژن هستند، بنابراین مقدار در دسترس بودن آنتی ژن برای سلول های ایمنی را افزایش داده و بعلاوه کیفیت پاسخ ایمنی افزایش می یابد.

رضائی گفت: حامل های ذره ای توانایی حفاظت از آنتی ژن علیه تخریب تا زمانی که به سلول های ایمنی تحویل داده شوند را، دارند. در این میان، نانوذرات زیست تخریب پذیر بر پایه پلیمرهای زیست سازگار از اهمیت بسزایی برخوردار بوده اند.

وی گفت: از مزایای نانوذرات زیست تخریب پذیر می توان به سهولت استفاده از آنها در جهت تحریک سیستم ایمنی، امکان بارگذاری همزمان آنتی ژن های متنوع بر روی آنها و عدم تغییر ساختار آنها در محیط درون تنی اشاره نمود.

وی تأکید کرد: کاربرد نانوذرات فیبروئین ابریشم، به خاطر مزیت هایی مانند زیست سازگاری، تخریب کنترل -شده، شکل و میزان ذرات، بارگذاری دارو و رهایش دارو توسعه پیدا نموده است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: یکی از اصلی ترین مزایای استفاده از فیبروئین ابریشم به اسم حامل دارویی، انجام فرایندها در محیط آبی برای بارگذاری داروهای حساس مانند پروتئین ها و نوکلئوئیک اسیدهای درمانی است که باعث ایجاد مقاومت های خوب برای حل شدن و جلوگیری از تخریب های آنزیمی و گرمایی ناخواسته می گردد.

وی با بیان اینکه فیبروئین ابریشم یک پلیمر بسیار زیست سازگار است که خصوصیات منحصر به فرد و خصوصیات عملکردی خاصی دارد، گفت: مزیت استفاده از فیبروئین ابریشم در کاربردهای پزشکی، به علت خصوصیات مکانیکی عالی، نرخ تخریب آهسته و فرایندپذیری در محیط آبی است.

رضائی با تأکید بر اینکه، پروتکل استخراج و خالص سازی ابریشم، آسان و از نظر هزینه ای بسیار مناسب است و بعلاوه این پلیمر، یک پلیمر طبیعی و بومی کشور خودمان است، گفت: واکسن مؤثر بر علیه ویروس هپاتیت ب، نزدیک به 20 سال است که در دسترس است. اما برای پاسخ ایمنی بهینه، احتیاج است که در نهایت 3 بار تزریق در زمان مناسب، پشت سر هم انجام گردد.

وی با بیان اینکه ادجوانت ها باید از نظر شیمیایی تا حد امکان خنثی بوده و ترجیحاً زیست تخریب پذیر باشند تا از بدن به سهولت دفع شوند، گفت: در صورت استفاده از ادجوانت، باید غلظت و مقدار آنتی ژن در هر دوز واکسن، کاهش یابد. از سوی دیگر باید در دسترس و هزینه فراوری آن مناسب بوده تا از نظر تجاری ارزان باشد.

وی گفت: در این پژوهش با استفاده از پلیمر طبیعی فیبروئین ابریشم، نانو ادجوانتی مناسب در جهت بارگذاری آنتی ژن سطحی هپاتیت ب طراحی شد؛ این نانو ادجوانت توانست به صورت عاملی در جهت ذخیره آنتی ژن سطحی هپاتیت ب، عمل کند.

وی خاطر نشان کرد: از دلایل مهم استفاده از فیبروئین ابریشم می توان به زیست سازگاری و نرخ زیست تخریب پذیری مناسب، ظرفیت بالای بارگذاری مولکول های مختلف بر روی آن، قابلیت اندوسیتوز به داخل سلول، رهایش کنترل شده مولکول های مختلف و نیمه عمر بالا در سیستم گردش خون، اشاره نمود.

وی خاطر نشان کرد: تعداد کشورهایی که فراوری ادجوانت می نمایند بسیار محدود و بسیار کمتر از کشورهایی است که واکسن فراوری می نمایند. یعنی در حقیقت شرکت های واکسن سازی متعدد در جهان برای واکسن های مختلف از ادجوانت های یکسانی استفاده می نمایند و اصولاً تکنولوژی مهم و اصلی در فراوری واکسن ها، ادجوانت است.

وی با اشاره به کاربرد این تحقیق گفت: نتایج این تحقیق در صنعت ساخت واکسن سازی قابل استفاده است. در این پژوهش، نانوذرات فیبروئین ابریشم به اسم نانو ادجوانت برای بارگذاری آنتی ژن سطحی هپاتیت ب، معرفی شدند. نتایج نشان دادند که یکپارچگی ساختاری، ساختار دوم و سوم آنتی ژن سطحی هپاتیت ب در طول و بعد از ساخت فرمولاسیون آسیب ندیده است.

وی خاطر نشان کرد: مطالعه جذب سلولی نشان داد که نانوذرات بارگذاری شده به طور موثری به وسیله سلول-های ماکروفاژ جذب شدند. سطح آنتی بادی Total IgG، IgG1 و IgG2a اختصاصی علیه آنتی ژن سطحی هپاتیت ب فراوری شده در تست حیوانی به وسیله گروه جذب فیزیکی، به طور قابل توجهی بالاتر از مقدار فراوری شده به وسیله گروه های اتصال شیمیایی و واکسن تجاری ساخت انستیتوپاستور ایران بود.

وی تاکید نمود: بنابراین، به نظر می رسد نانوذرات فیبروئین ابریشم انتخاب مناسب و امیدوار نماینده ای به اسم حامل برای آنتی ژن هستند. با این حال، برای افزایش قدرت ایمنی این نانو ادجوانت، تحقیقات بیشتر و استفاده از بوستر دوز (دوز یادآور) مورد احتیاج است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: در این پژوهش آزمون های حیوانی هم صورت گرفته است. امیدواریم بتوانیم در ادامه کار برای افزایش قدرت ایمنی این نانو ادجوانت، تحقیقات بیشتر و آزمون های مرتبط با بوستر دوز (دوز یادآور) را انجام دهیم.

رضائی با اشاره به ویژگی و مزیت های رقابتی طرح گفت: با توجه به آنالیز های صورت گرفته و مطالعات صورت گرفته، استفاده از پلیمر فیبروئین ابریشم به اسم نانو ادجوانت جهت استفاده در واکسن هپاتیت ب، تا به امروز صورت نگرفته است و این کار برای اولین بار در این طرح انجام گرفته است.

وی خاطر نشان کرد: در ارتباط با سیستم های رهایش دارویی بر پایه پروتئین، فیبروئین ابریشم یک پلیمر طبیعی مفیدی است که برای رهایش مولکول های پروتئینی و پپتیدی مورد استفاده قرار می گیرد. متأسفانه مطالعات کمی نقش نانوساختار فیبروئین ابریشم در سیستم های رهایش پروتئینی را آنالیز نموده اند.

رضائی ادامه داد: توسعه و آنالیز نانو و میکروذرات شامل آنتی ژن های جذب شده یا به دام افتاده به اسم ادجوانت واکسن، لازم است و استفاده از آنها به جای استفاده از آلوم، برای توسعه بهتر ادجوانت های جایگزین و کم کردن ایمنی زایی مکرر، پیشنهاد می گردد.

رضائی گفت: این مطالعه نشان داد که نانوذرات فیبروئین ابریشم با ویژگی هایی همانند زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری و توانایی کنترل رهایش آنتی ژن، می تواند به اسم یک نانو ادجوانت برای توسعه موثرتر فرمول های واکسن پیشنهاد گردد.

رضائی گفت: ادجوانت فراوری شده با این ترکیب در نوع خود در جهان بی نظیر است و ایده آن برای استفاده در واکسن هپاتیت ب، برای اولین بار در این پروژه مطرح و مورد آنالیز قرار گرفته است. البته علیرغم فراوری علم در این زمینه به وسیله این پروژه، هنوز تا تجاری شدن محصول فاصله زیادی وجود دارد که امیدواریم با حمایت جدی از آن در آینده ای نه چندان دور محقق گردد.

این طرح بین دانشگاه صنعتی امیرکبیر و انستیتوپاستور ایران به صورت مشترک تعریف و اجرایی شده است؛ بعلاوه اساتید راهنمای این پروژه، آقای دکتر حمید کشوری عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و آقای دکتر محمد علی شکرگزار عضو هیأت علمی انستیتوپاستور ایران بوده اند. علاوه بر آن، آقای دکتر مهدی فرخی و خانم دکتر دلارام درود اعضای هیأت علمی انستیتوپاستور ایران، از اساتید مشاور این پروژه بوده اند.

بعلاوه، نتایج این طرح در مجله Biomaterials science (Impact Factor= 6.183) در سال 2021 به چاپ رسیده است.