پرونده ایدز و آنفلوآنزا بسته می‌شود

به 10 سال پیش برمی‌گردیم. در انستیتوی ملی سلامت آمریکا رقابت داغی میان گروهی از دانشمندان برگزار شد تا مشخص شود چه کسی می‌تواند بهترین آزمایش‌های دقیق پزشکی را روی 2 نوع واکسن انجام دهد. این واکسن‌ها برای مقابله با یکی از مخرب‌ترین بیماری‌های تاریخ پیدایش تمدن انسانی ارائه شده بودند: ویروس HIV که بیماری ایدز را به همراه دارد.

یکی از این واکسن‌ها متشکل از حلقه‌های DNA موسوم به پلاسمیدها بود که هر یک از آنها ژنی برای یکی از 5 پروتئین HIV را حمل می‌کنند. اما هدف از آزمایش این واکسن چه بود؟ دانشمندان به دنبال آن بودند تا سلول‌های بیمار را گرفته و با استفاده از آنها پروتئین‌های ویروسی HIV را تولید کنند تا از آنها برای تحریک واکنش‌های حفاظتی لازم از سوی سیستم ایمنی بدن استفاده کنند. اما در واکسن دوم و به جای استفاده از پلاسمیدها از نوعی ویروس استفاده شده بود که در نقش یک حامل ژن تک ویروس HIV ظاهر می‌شود. منطقی که در واکسن دوم به کار گرفته شده بود، چیزی نبود جز استفاده از یک ویروس بی‌خطر برای جلب توجه سیستم ایمنی بدن بیمار و در نهایت ترغیب آن برای نشان دادن واکنش‌های لازم علیه پروتئین HIV.

از آن زمان تاکنون این تحقیقات و آزمایش‌ها ادامه داشته است. شاید آنهایی که آن رقابت را پایه‌ریزی کرده بودند نیز تصور نمی‌کردند کارشان این روزها وارد هشتمین سالش ‌شود.

در این مدت دانشمندان در پی راهی بوده‌ا‌ند تا از توانایی‌های درونی پلاسمیدها برای تحریک سیستم ایمنی بدن در انجام اقدامی علیه ویروس HIV استفاده کنند.

نتیجه این تلاش‌ها در نوع خود جالب توجه بوده است به طوری که آنها توانسته‌ا‌ند نسل اول واکسن‌های مبتنی بر دانش DNA شناسی و موثر علیه ویروس HIV و سایر ویروس‌هایی از این دست را تولید کنند. در گذشته دانشمندان مطالعات زیادی روی گیرنده‌های DNA برای برانگیختن سیستم ایمنی بدن علیه ویروس‌های خطرناک انجام داده بودند که همواره پاسخ ضعیفی را از جانب این سیستم دریافت می‌کردند با این حال واکنشی که سیستم ایمنی بدن در قبال به‌کارگیری واکسن‌های نوع دوم یاد شده داشته است، بسیار شدید و سریع بوده و همین نکته دانشمندان را نسبت به آینده بسیار امیدوار نگاه داشته است.

در حقیقت برای محققانی که در شرکت‌های داروسازی فعالیت می‌کنند، استفاده از ویروس بی‌خطری که قابلیت زیادی برای جلب نظر سیستم ایمنی بدن و ترغیب بیشتر آن داشته باشد به عنوان کاندیدای اصلی در تولید واکسن‌های موثر علیه HIV در نظر گرفته می‌شود.

با این حال برای محققانی که در زمینه واکسن‌های مبتنی بر DNA فعالیت می‌کنند این نتایج نیز چندان هیجان‌انگیز نبوده است، زیرا در روش‌های درمانی ـ کلینیکی قبلی پاسخ‌های ضعیف زیادی از سوی سیستم ایمنی بدن دریافت کرده بودند. اما طی سال‌های اخیر دانشمندانی که روی این پروژه کار می‌کردند همواره می‌دانستند که فاصله زیادی با نتیجه مورد نظر ندارند و دیر یا زود واکسن‌های مورد نیاز را که تأثیرگذاری قابل توجهی نیز داشته باشد، تولید خواهند کرد. اکنون این تلاش‌ها در آستانه به بار نشستن هستند.

نسل جدیدی از واکسن‌های مبتنی بر پلاسمیدها طراحی و تولید شده‌اند که آزمایش‌های اولیه و پیشرفته‌تر روی آنها نشان می‌دهد بر بیماران انسانی تأثیرگذار هستند.

این واکسن‌ها درحالی که تمامی فاکتورهای مورد نیاز از جمله بی‌خطر بودن را دارند، می‌توانند واکنش مورد نظر را از سوی سیستم ایمنی بدن در برابر ویروس‌های خطرناکی نظیر HIV و آنفلوآنزا موجب شوند. پیشرفت‌هایی که در این زمینه به دست آمده دانشمندان را بسیار امیدوار کرده است به طوری‌که آنها بر آن شده‌اند تا از نسخه مشابه این فناوری که آن نیز مبتنی بر DNA است در زمینه سایر اشکال ایمنی ـ درمانی و انتقال مستقیم داروها به قسمت‌های مختلف بدن بیماران استفاده کنند.

البته دانشمندان گام‌های فراتری نیز برداشته و در شکل پیشرفته‌تری توانسته‌اند چنین واکسن‌های مبتنی بر DNA و درمان‌های وابسته به آنها را در مواردی که سایر تکنیک‌های درمانی پیشرفته ناکارآمد جلوه می‌کنند به کار بندند.

زمانی که در دهه 90 میلادی برای نخستین بار ایده اولیه استفاده از داروها و تکنیک‌های مبتنی بر DNA برای ایمن ساختن افراد در برابر بیماری‌های سخت مطرح شد، سادگی استفاده از این روش بیش از سایر فاکتورها توجهات را به خود جلب کرد. خیلی زود همگان متوجه شدند که سادگی نهفته در فرآیند به‌کارگیری از این ایده تا چه حد برای بیماران مزایا دارد.

بخش‌های مرکزی و اصلی تشکیل‌دهنده این واکسن ـ یا همان پلاسمیدهایی که برای حمل ژن پروتئین‌های ویروس‌های بیماریزا ساخته شده بودند ـ سلول‌های گیرنده را تحریک می‌کنند تا این پروتئین‌ها تولید شوند، با این حال این وضعیت به‌گونه‌ای نیست که قابلیت‌های نهفته در واکسن در اختیار ویروس قرار گیرد بلکه تا حدی است که علیه ویروس به کار گرفته شود.

هنگامی که پلاسمیدها وارد سلول میزبان می‌شوند (این مرحله تحت عنوان انتقال شناخته شده است) مکانیسمی که به‌طور طبیعی به رمزگشایی DNA می‌پردازد شروع به خواندن ژن پلاسمید کرده و پروتئین مورد نظر را تولید می‌کند. این همان پروتئینی است که در نهایت از سلول رها می‌شود.

در همین حال در خارج از محیط سلول این پروتئین‌ها از سوی سلول‌های ایمنی بدن به عنوان عوامل مهاجم خارجی شناخته می‌شوند. در ادامه این فرآیند، سیستم ایمنی بدن باید به گونه‌ای گول بخورد که تصور کند بدن آلوده به ویروس شده است. در نتیجه مقدمات لازم برای بروز واکنش لازم علیه آنها فراهم می‌شود.

گذشته از ایمنی قابل توجه و سادگی نهفته در استفاده از واکسن‌های مبتنی بر DNA، می‌توان مزایای دیگری نیز برای این فناوری نوین در نظر گرفت. تولید این واکسن‌ها در مقایسه با نمونه‌های سنتی و فعلی بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. هم اکنون تلاش‌هایی درخصوص تولید واکسن‌های مؤثر علیه ویروس آنفلوآنزا صورت گرفته است که نه تنها مستلزم استفاده از ویروس‌های زنده و کشت آنها در محیط‌های آزمایشگاهی است بلکه این کار عمدتا در بازه‌های زمانی 4 تا 6 ماهه صورت می‌گیرد.

DNA به‌طور ذاتی ماندگاری بسیار مناسبی در دمای اتاق دارد، از این رو برای نگهداری از واکسن‌هایی که با استفاده از DNA ساخته می‌شوند به محیط همیشه سرد و منجمد نیاز نیست و این در حالی است که این فاکتور همواره یکی از اصلی‌ترین نگرانی‌ها در فرآیند تولید، ذخیره‌سازی و انتقال واکسن‌های فعلی است.

البته از دیدگاه یک تولیدکننده واکسن، استفاده از DNA مزیت مهم دیگری نیز دارد که در سال‌های اخیر نقش مهمی در باز شدن درهای جدید و امیدوارکننده به سوی نسل جدید واکسن‌ها باز کرده است.

سیستم ایمنی بدن به عنوان پلاسمیدها به عنوان یک عنصر خارجی نگاه نمی‌کند، چون در حقیقت از DNA ساخته شده‌اند. در نتیجه واکسن به خودی خود هیچ پاسخی را از سوی سیستم ایمنی بدن موجب نمی‌شود.

در این میان تنها پروتئینی که به‌وسیله ژن پلاسمید کدگذاری شده است، توجه سیستم ایمنی بدن را به خود جلب می‌کند که این یعنی پلاسمیدها قابلیت به کار گرفته شدن در مقادیر مختلف را دارند تا در این رهگذر مقادیر مختلفی از ژن‌ها به سلول منتقل و بدون هیچ‌گونه ترسی مبنی بر این‌که بدن نسبت به حامل DNA خود را ایمن کرده، به واکسن حمله‌ور شوند.

متاسفانه در ابتدای راه تولید واکسن‌های ساخته شده از DNA مشکلی نظیر واکنش ضعیف سیستم ایمنی بدن همچون گودال سرپوشیده‌ای بوده است که محققان متوجه آن نشده بودند.

به نظر می‌رسد مهم‌ترین دلیل برای شکست‌های ابتدایی در این فرآیند این نکته باشد که پلاسمیدهای واکسنی به اندازه کافی وارد سلول نمی‌شدند و در جایی هم که به سلول نفوذ می‌کردند میزبان، پروتئین‌های کدگذاری شده کافی تولید نمی‌کرده است. در نتیجه سیستم ایمنی بدن به اندازه کافی تحریک نمی‌شد.

البته این فناوری نوین در سال‌های پس از ارائه اولیه با چالش‌های دیگری نیز روبه‌رو‌ شد. در سال 2007 شرکت دارویی موسوم به Merck خط بررسی و تولید نوعی واکسن HIV را راه‌ندازی کرد که در آن از نوعی ویروس موسوم به AdHu5 برای انتقال ژن‌های ویروس HIV استفاده می‌شد. محققان امیدهای زیادی به اثرگذاری این واکسن جدید داشتند. آنها بخوبی و با دقت فراوان آزمایش‌های قبلی انجام شده در این فرآیند را مورد بررسی قرار داده بودند تا ضریب اشتباهاتشان را به حداقل برسانند. در کل حدود 3000 شخص HIV منفی این واکسن یا نوعی دارونما را دریافت کردند.

همچنان که این روند به پیش می‌رفت، تفاوت قابل توجهی میان این دو گروه مشاهده می‌شد؛ آن دسته از افرادی که واکسن دریافت کرده بودند بهتر از آنهایی نبودند که دارونما برایشان تجویز شده بود و حتی نکته عجیب‌تر این‌که در مقایسه با دسته دوم در برابر ابتلا به HIV مستعدتر شده بودند.

شمارش‌های اولیه، محققان را در برابر یک مشکل بزرگ قرار داد. آنها متوجه شدند 49 نفر از 914 مردی که واکسن یاد شده را دریافت کرده بودند به HIV مثبت مبتلا شده بودند و این درحالی بود که 33 نفر از 922 مردی که دارونما دریافت کرده بودند به این ویروس مبتلا شدند. این یک نگرانی بزرگ برای دانشمندان بود.

آنها مجبور شدند در تابستان 2009 فرآیند درمانی را متوقف کنند. از آن موقع تاکنون دانشمندان همچنان در حال بررسی داده‌های آماری این شکست بزرگ هستند تا متوجه شوند واقعا چه اتفاقی روی داده است. در میان تمامی احتمالاتی که دانشمندان مورد بررسی قرار می‌دهند، حامل AdHu5 یکی از فاکتورهای مهم و تأثیرگذار به شمار می‌آید. بررسی‌های بیشتر دانشمندان نشان داده است در افرادی که پیش از این نسبت به این فاکتور ایمنی پیدا کرده بودند، احتمالا سیستم ایمنی بدن به خود واکسن نیز حمله می‌کند. البته این نکته که چرا برخی دریافت‌کننده‌های واکسن نسبت به ابتلا به HIV مستعدتر شده بودند هنوز برای دانشمندان به عنوان یک راز باقی مانده است.

طی یک دهه گذشته شمار قابل توجهی از بررسی‌های کلینیکی درخصوص استفاده از واکسن‌های ساخته شده از DNA روی نمونه‌های انسانی صورت گرفته یا هم اکنون نیز در حال انجام است. البته ایدز تنها بیماری‌ای نبوده است که دانشمندان در نظر داشته‌اند از فناوری نوین واکسن‌های ساخته شده از DNA برای درمان نهایی آن استفاده کنند. بیماری‌های دیگری نظیر آنفلوآنزا نیز همواره مد نظر دانشمندان بوده است تا آنجا که بخش قابل توجهی از تلاش‌های صورت گرفته در این فرآیند درخصوص دستیابی به واکسنی مناسب برای درمان این بیماری بوده است. در حقیقت می‌توان گفت واکسن‌های پلاسمیدی آنفلوآنزا مثال بسیار خوبی برای روشن کردن مزایای استفاده از فناوری واکسن‌های ساخته شده از DNA به شمار می‌آید. در سال‌های اخیر برخی گروه‌ها در گوشه و کنار جهان تلاش‌های شاخص‌تری در این زمینه داشته‌اند به‌طوری‌که در یکی از این تلاش‌ها محققان توانسته‌اند واکسنی تولید کنند که نمونه‌های حیوانی را در برابر زنجیره‌های شناخته شده و حتی بسیارخطرناک‌تر این بیماری نظیر H5N1 مصون نگاه دارد. اهمیت این تلاش اخیر آنجا بیشتر به چشم می‌آید که متوجه می‌شویم آنفلوآنزای مرغی نوع H5N1 به دنیای انسانی نیز راه پیدا کرده و حتی صدها نفر را نیز مبتلا ساخته است. از آن گذشته این واکسن را می‌توان برای زنجیره‌های گوناگونی از آنفلوآنزا به کار گرفت. این یک دستاورد بسیار مهم است، چون می‌توان به آینده امیدوار بود و روزی را تصور کرد که دیگر نگرانی از بابت عدم انطباق دقیق زنجیره‌های مختلف یک بیماری وجود نداشته باشد و بتوان با استفاده از یک واکسن تمامی انواع یک بیماری را پیشگیری کرد.

البته سال گذشته ویروس آنفلوآنزای بسیار خطرناک نوع N1H1 بسیاری از مناطق جهان را تحت‌تأثیر خود قرار داد. دامنه وسیع گسترش این ویروس نشان از آن داشت که باید اقدامات سریع و اساسی برای تولید یک واکسن موثر علیه این بیماری صورت گیرد. البته خبرهای نسبتا خوشحال‌کننده‌ای نیز وجود دارد.

در ماه می سال 2009 محققان یک شرکت دارویی موفق شدند نسخه آزمایشگاهی DNA و واکسن N1H1 را تولید کنند. این نسخه تنها در مدت 2 هفته تولید شد که در نوع خود یک رکورد به شمار می‌آید. مزایای واکسن‌های مبتنی بر DNA در چنین مواقعی بخوبی مشخص می‌شود. محققان توانستند تنها در مدت 2ماه این واکسن را به تولید انبوه برسانند که این همه تنها به لطف مشخصه‌های ذاتی DNA بوده است. حال اگر قرار بود این واکسن با تکیه بر روش‌های سنتی تولید شود به زمان بسیار بیشتری نیاز بود. این واکسن هم‌اکنون در مراحل اولیه استفاده روی انسان است و اتفاقا نتایج امیدوارکننده‌ای نیز به همراه داشته است.

استفاده از واکسن‌های مبتنی بر DNA هیچ اثر جانبی دیگری بر انسان ندارد و این یکی از اصلی‌ترین مزایای این فناوری نوین به شمار می‌آید. دقیقا به‌واسطه چنین امتیازی است که بسیاری از شرکت‌های داروسازی در سراسر جهان در سال‌های اخیر توجه خاصی به این نگرش جدید داشته‌اند.

در سال‌های اخیر و به لطف بهره‌گیری از سایر فناوری‌های ارائه شده در دنیای پزشکی نوین، چرخه طراحی و تولید واکسن‌های مبتنی بر DNA حرکت پرشوری داشته است که ماحصل آن باز شدن افق‌های جدید پیش روی محققان برای تولید خلاقانه چنین واکسن‌هایی است.

البته برای مشاهده ثمره نهایی چنین نگرش جدیدی همچنان باید صبر کرد و شاید بسیاری از آنهایی که در عصر حاضر زندگی می‌کنند، شاهد شکوفایی آن نباشند اما بدون شک آنهایی که در آینده نزدیک پا به این جهان می‌گذارند از مزایای چنین واکسن‌هایی به خوبی بهره‌مند خواهند شد و شاید دیگر در آن موقع نگرانی درخصوص همه‌گیر شدن بیماری‌هایی نظیر آنفلوآنزای مرغی یا شیوع خطرناک ویروس HIV وجود نداشته باشد.

زمانی که فلنگر و همکارانش به بررسی روش نوینی برای انتقال ژن می‌پرداختند؛ مشخص شد که معرفی ژن‌های خارجی به بافت‌های حیوانات منجر به سنتز پروتئین مربوطه در محل می‌شود.

همچنین محققان نشان دادند که تلقیح ژن می‌تواند به عنوان یک منبع درونی تولید ایمونوژن در میزبان عمل نماید و پاسخ‌های محافظت کننده سلولی را برانگیزد. این رهیافت، اساس تولید واکسن‌های DNA می‌باشد.

واکسن‌های DNA نسبتا ارزان و قابل استفاده هستند و ایمنی‌زایی و اثرات آنها در بسیاری از سیستم‌ها مورد ارزیابی قرارگرفته است. مطالعات انجام شده به سرعت از سطوح بررسی روی حیوانات کوچک آزما یشگاهی و همچنین اثرات بالینی صورت پذیرفته و حتی علاوه بر ایدز و مالاریا در جهت بیماری‌های دیگری مانند سرطان، مورد استفاده قرارگرفته است.

همچنین تاکنون محافظت در برابر طیف وسیعی از بیماری‌های عفونی باکتریایی، ویروسی و انگلی بوسیله واکسن‌هایDNA در بوته آزمون قرار گرفته و نتایج مختلف و متنوعی از این کارآزمایی‌ها به‌دست آمده است. البته باید خاطرنشان کرد که مقابله بر علیه تومورها نیز از اهداف واکسیناسیون DNA به شمار می‌آید. استفاده از این فناوری به‌عنوان یک راهکار درمانی در بیماری‌های آلرژیک و خودایمن انسان نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

فناوری واکسنDNA به‌عنوان سومین نسل از واکسن‌ها، امیدهای تازه‌ای را فراروی محققان گشوده و چنین به نظر می‌رسد که DNA واکسن‌ها در سال‌های آینده به عنوان یکی از ابزارهای رایج در کنترل و پیشگیری بیماری‌ها به کار گرفته شوند.

منبع: Scientific American