DNAワクチン接種
DNAワクチンの利点の1つは、生ワクチンに伴う固有のリスクなしに細胞傷害性のTリンパ球(CTL)を誘導できることです。 CTL応答は、免疫優勢および免疫劣性のCTLエピトープ、および亜優勢のCTLエピトープに対して、自然感染を模倣しているように見える方法で発生させることができます。これは、CTLエピトープと免疫を提供する上でのそれらの役割を評価する上で有用なツールであることが証明される可能性がある。
細胞傷害性のT細胞は、MHCクラスI分子と複合体を形成した小さなペプチド(8〜10アミノ酸)を認識する。これらのペプチドは、分解されて小胞体内の新生MHCクラスI分子に送達される内因性サイトゾルタンパク質に由来する。したがって、遺伝子の産物を直接ERにターゲティングする(アミノ末端挿入配列を追加することにより)と、CTL応答が増強される可能性がある。これは、インフルエンザタンパク質を発現する組換えワクシニアウイルスを使用して成功をおさめて実証されたが、この原理はDNAワクチンにも適用できる可能性がある。ユビキチンシグナル配列の追加または他のシグナル配列の突然変異による細胞内分解(したがってMHCクラスI経路への侵入)のための抗原の標的化は、CTL応答の増加に効果的であることが示された。
CTL応答は、インフルエンザ核タンパク質に対するDNAワクチンの場合はB7-1またはB7-2などの共刺激分子、またはマウスマラリアモデルP.yoeliiに対するDNAワクチンの場合はGM-CSFとの共接種によって増強できる。共刺激分子IL-12およびTCA3をコードするプラスミドとの同時接種は、HIV-1およびインフルエンザ核タンパク質抗原に対するCTL活性を増加させることが示された。
DNAワクチンは、高活性の発現ベクターを使用した場合に最良の免疫応答を引き出す。これらは通常、目的の遺伝子(または相補的DNA)のinvivo転写および翻訳を駆動する強力なウイルスプロモーターからなるプラスミドである。イントロンは、mRNAの安定性を改善し、タンパク質の発現を増加させるために含まれる場合がある。プラスミドには、ウシ成長ホルモンやウサギのベータグロブリンポリアデニル化配列などの強力なポリアデニル化/転写終結シグナルも含まれている。ポリシストロン性ベクター(複数のゲノム部位に位置するもの)は、複数の免疫原を発現するため、または免疫原と免疫刺激タンパク質を発現するために構築されることがある。
プラスミドは免疫原が発現される「媒体」であるため、最大のタンパク質発現のためにベクターデザインを最適化することが不可欠である。タンパク質発現を増強する1つの方法は、真核細胞の病原性mRNAのコドン使用頻度を最適化することである。病原体はしばしば標的種とは異なるAT含有量を持っているため、免疫原の遺伝子配列を変更して、標的種でより一般的に使用されるコドンを反映させると、その発現が改善される可能性がある。
別の考慮事項は、プロモーターの選択である。 SV40プロモーターは、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーターによって駆動されるベクターの発現率がはるかに高いことが研究で示されるまで、従来から使用されていた。
DNAの取り込みとその後の発現が筋肉細胞で最初にinvivoで実証されたとき、これらの細部はT細胞によらない特徴的なネットワークによるものと考えられていた。電子顕微鏡を使用して、DNAの取り込みがカベオラ(または、クラスリンでコーティングされていないピット)によって促進することを提案した。しかし、その後の研究により、他の細胞(ケラチノサイト、線維芽細胞、上皮ランゲルハンス細胞など)もDNAを内在化できることが明らかになった。DNA取り込みのメカニズムは解明されていなかった。
DNAのinvivo取り込みは、食作用または飲作用と同様の方法で、または特定の受容体を介して非特異的に起こるという2つの理論が支配的である。これらは、30kDaの表面受容体またはマクロファージスカベンジャー受容体が含まれる場合がある。 30kDaの表面受容体は、4500bpのDNAフラグメントに特異的に結合し(その後、内部移行)、プロのAPCやT細胞に見られる。マクロファージスカベンジャー受容体は、ポリリボヌクレオチドを含むさまざまな高分子に結合するため、DNA取り込みの候補となる。受容体を介したDNAの取り込みは、ポリグアニル酸配列の存在によって促進される可能性がある。遺伝子銃による送達システム、カチオン性リポソーム包装、および他の送達方法は、この入力方法(例えば、サイトフェクチンの必要性を減らすことによって)をバイパスしますが、それを理解することは、畜産業においてコストを削減するのに役立つ可能性がある。
ワクチンは、特定のインターフェロンによるガンマ細胞の産生をもたらした。また、ミドルエンベロープタンパク質抗原に特異的なT細胞が発現した。患者の免疫反応は、HBV感染を制御するのに十分なほど強力ではなかった。
さらに、DNAワクチン接種によって生成された特定の抗体の力価は、組換えタンパク質のワクチン接種後に得られたものよりも低くなる。ただし、DNA免疫の誘導抗体は、組換えタンパク質の誘導抗体よりもネイティブでエピトープに対して高い親和性を示す。言い換えれば、DNA免疫は質的に優れた反応を誘発する。抗体は、DNAの1回のワクチン接種後に誘導できますが、組換えタンパク質のワクチン接種には通常、追加免疫が必要である。 DNA免疫は、免疫応答のThプロファイル、したがって抗体アイソタイプにバイアスをかけるために使用が可能である。これは、自然感染または組換えタンパク質の免疫のいずれでも不可能である。 DNAによって生成される抗体反応は、準備ツールとして利用される。例えば、試薬として使用するためにポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体を生成することが可能である。