Вакцины

Сентябрь 3, 2022

Содержание

2. ВАКЦИНЫ это препараты, содержащие антигены (АГ) возбудителей инфекционных заболеваний, и предназначенные для создания искусственного активного иммунитета
4. Компоненты комплекса АГ-АТ - разрушают мембраны клеток м/о, активируют фагоциты, генерируют сигналы, мобилизующие другие компоненты системы
5. Костюм для работы с ООИ
6. Вакцины нового поколения Лишены недостатков традиционных вакцин. Для их разработки применяют методы генной инженерии.
7. Если антитела, вырабатываемые в ответ на введение традиционных вакцин, связываются с поверхностными белками патогенного м/о и
8. установлено Строение вируса млекопитающих. ДНК или РНК заключена в белковый капсид. У некоторых вирусов капсид окружен
9. 1. Субъединичные вакцины Вакцины, содержащие лишь отдельные компоненты патогенного м/о
10. Создание и производство субъединичных вакцин
11. Преимущества и недостатки субъединичных вакцин Преимущества: очищенный иммуногенный белок стабилен Безопасен (в сравнении с патогенным м/о
12. СУБЪЕДИНИЧНАЯ ПРОТИВОГЕРПЕТИЧЕСКАЯ ВАКЦИНА HSV – herpes simplex virus - вирус простого герпеса. Вызывает не только заболевания
13. СОЗДАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ВАКЦИНЫ ПРОТИВ ГЕРПЕСА ПРОСТОГО
14. Идентификация АГ-активного компонента HSV Установлено, что в HSV выработку антител индуцирует гликопротеин D вирусной оболочки (gD
15. Идентификация генов, кодирующих АГ-активный компонент HSV Ген, кодирующий gD HSV, был изолирован и клонирован в клетках
16. Получение АГ-белка Поэтому ген gD HSV модифицировали, удалив ту его часть, которая кодирует трансмембранный домен. В
17. Получаение АГ-белка Однако для выработки точно специфичных АТ важно было получить не просто протеин, а гликопротеин.
18. Субъединичная противотуберкулезная вакцина В стадии разработки. Возбудитель туберкулеза – Mycobacterium tuberculosis. 2 млрд людей инфицировано. Актуальность
19. Субъединичные пептидные вакцины А может ли небольшой участок белковой молекулы (домен) служить субъединичной вакциной и индуцировать
20. Субъединичные пептидные вакцины Интуитивно - да: те участки, которые находятся на поверхности вируса и доступны для
21. Субъединичные пептидные вакцины Химическими методами синтезировали белковые домены, идентичные поверхностным белкам патогенного для морских свинок вируса,
22. 2. Генетически аттенуированные вакцины Вакцины, содержащие целые живые м/о, но с удаленными генами, кодирующими домены вирулентности
23. Создание генетически аттенуированных вакцин Патогенный м/о подвергают генетической модификации: делетируют (delet - удалять) гены, ответственные за
24. Создание генетически аттенуированных вакцин Основное требование: эти вакцины, являясь живыми, не должны ревертировать и становиться патогенными.
25. Генетически аттенуированная противосальмонеллезная вакцина Разные штаммы Salmonella вызывают острые кишечные инфекции, брюшной тиф, пищевую токсикоинфекцию. Аттенуированные
26. Генетически аттенуированная вакцина вибриона холеры Находится в стадии разработки Актуально, т.к. используемая в настоящее время –
27. 3. Векторные вакцины Живые вакцины, полученные путем клонирования генов, кодирующих основные АГ патогенного м/о, и встраивания
28. В качестве непатогенного носителя используют ВКО – вирус коровьей оспы Геном ВКО изучен и воспроизведен Проникая
29. Встраивание в ДНК ВКО гена, кодирующего АГ Если в геном ВКО встроить чужеродный ген, кодирующий АГ,
30. Векторные вакцины на основе ВКО В геном ВКО уже удалось встроить и экспрессировать в культуре животных
31. Генная иммунизация Позволяет индуцировать в макроорганизме иммунный ответ без введения АГ Основан на включении в клетки
32. Лекарства против СПИДа Вакцина ВИЧ
33. ВИЧ поражает один из видов лимфоцитов (иммунных клеток крови)– Т-хелперы (Тн-клетки). В норме эти клетки связывают
34. 1 этап ВИЧ-инфицирования На первом этапе ВИЧ-инфекции происходит взаимодействие между гликопротеином оболочки ВИЧ (gp120=м.м) и рецептором
35. 2 этап ВИЧ-инфицирования После связывания с Тн клеткой ВИЧ проникает в нее и становится защищенным от
36. Возможные пути защиты Тн-клеток от ВИЧ 1. In vitro поражение вирусом Тн-клеток блокируется антителами к СD4;
38. Скачать презентацию

Слайд 2

ВАКЦИНЫ
это препараты, содержащие антигены (АГ) возбудителей инфекционных заболеваний, и предназначенные для

создания искусственного активного иммунитета с целью профилактики и лечения соответствующего заболевания.

Слайд 3

Слайд 4

Компоненты комплекса АГ-АТ
- разрушают мембраны клеток м/о,
активируют фагоциты,
генерируют сигналы, мобилизующие другие

компоненты системы иммунного ответа (ТН –лимфоциты, эффекторные клетки, механизмы воспаления и т.д. – см. предыд.лекцию)

Взаимодействие АТ с системами естественного иммунитета собственного организма

Слайд 5

Костюм для работы
с ООИ

Слайд 6

Вакцины нового поколения
Лишены недостатков традиционных вакцин.
Для их разработки применяют методы

генной инженерии.

Слайд 7

Если антитела, вырабатываемые в ответ на введение традиционных вакцин, связываются с

поверхностными белками патогенного м/о и этого бывает достаточно для запуска иммунного ответа, то должна ли вакцина содержать целые клетки?
М.б. достаточно лишь каких-то специфических поверхностных компонентов?

Э В Р И К А !!!

Слайд 8

установлено
Строение вируса млекопитающих.
ДНК или РНК заключена в белковый капсид. У

некоторых вирусов капсид окружен еще и белковой оболочкой

Для выработки в организме-хозяине антител в ответ на вирусную инфекцию достаточно очищенных поверхностных белков вируса (белков капсида или внешней оболочки)

Слайд 9

1. Субъединичные вакцины
Вакцины, содержащие лишь отдельные компоненты патогенного м/о

Слайд 10

Создание и производство субъединичных вакцин

Слайд 11

Преимущества и недостатки субъединичных вакцин
Преимущества:
очищенный иммуногенный белок стабилен
Безопасен (в сравнении с

патогенным м/о – живым или аттенуированным)
его химические свойства известны
в нем отсутствуют дополнительные белки и нуклеиновые кислоты, которые могли бы вызвать нежелательные побочные эффекты в организме-хозяине (аллергические)
Недостатки:
очистка специфического белка дорогостоящая
конформация выделенного белка может отличаться от конформации in situ (в составе вирусного капсида), что может приводить к изменению его антигенных свойств (отсюда → непостоянство активности)

Слайд 12

СУБЪЕДИНИЧНАЯ ПРОТИВОГЕРПЕТИЧЕСКАЯ ВАКЦИНА
HSV – herpes simplex virus - вирус простого

герпеса. Вызывает не только заболевания местного и общего характера (глаза, гениталии, энцефалит и т.д.). Он является онкогенным, поэтому вакцинация убитым или аттенуированным вирусом сопряжена с риском развития рака. В этой связи ВОЗ запретила применение в медицине традиционной противогерпетической вакцины
Субъединичная противогерпетическая вакцина безопасна, т.к. не содержит вируса, а также ДНК, кодирующей развитие раковых клеток.

Вирус герпеса простого (HSV). Электронномикроскопическое фото

Слайд 13

СОЗДАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ВАКЦИНЫ ПРОТИВ ГЕРПЕСА ПРОСТОГО

Слайд 14

Идентификация АГ-активного компонента HSV
Установлено, что в HSV выработку антител индуцирует

гликопротеин D вирусной оболочки
(gD HSV).
В ответ на введение мышам gDHSV (очищенного от других вирусных фрагментов) у них вырабатываются АТ, нейтрализующие HSV.

Стадия 1

Слайд 15

Идентификация генов, кодирующих АГ-активный компонент HSV
Ген, кодирующий gD HSV, был изолирован

и клонирован в клетках млекопитающих (мыши).
Такой белок трудно отделить от клетки-продуцента и очистить.

Стадия 2

Выяснилось, что полноразмерный ген gD HSV кодирует белок, связывающийся с мембраной клетки продуцента посредством трансмембранного домена.

Слайд 16

Получение АГ-белка
Поэтому ген gD HSV модифицировали, удалив ту его часть, которая

кодирует трансмембранный домен.
В результате получили белок
D HSV, не содержащий трансмембранного домена.
Полученный белок уже не связывался с мембраной клетки хозяина (продуцента) и легко растворялся в клетках и межклеточном пространстве.

Стадия 3

Слайд 17

Получаение АГ-белка
Однако для выработки точно специфичных АТ важно было получить

не просто протеин, а гликопротеин.
Для этого модифицированным геном трансформировали яйцеклетки китайского хомячка - единственный подходящий продуцент.
В отличие от клеток мыши и E. Coli (и пр.продуцентов) в яйцеклетках китайского хомячка происходит гликозилирование всех чужеродных белков (гликозилирование - ковалентное присоединение сахарного остатка к белковой молекуле).
В яйцеклетках китайского хомячка модифицированный ген генерирует выработку белка, который воспринимается хозяйской клеткой как чужеродный белок и, следовательно, происходит его гликозилирование
В результате образуется растворимый гликопротеин, который выбрасывается (экскретируется) клеткой во внешнюю среду, как чужеродное вещество.
При введении очищенного модифицированного гликопротеина в организм человека вырабатываются АТ, эффективные в отношении HSV

Стадия 3

Слайд 18

Субъединичная противотуберкулезная вакцина
В стадии разработки.
Возбудитель туберкулеза – Mycobacterium tuberculosis. 2

млрд людей инфицировано.
Актуальность обусловлена тем, что традиционная вакцина, созданная на основе ослабленного штамма Mycobacterium bovis - Bacillus Calmette-Guerin – вакцина BCG, используемая в настоящее время, вызывает:
заболевание у иммуноослабленных пациентов
BCG-вакцинированные лица дают положительный ответ на обычную процедуру выявления туберкулобактерий (Манту, Пирке), что не позволяет отличить их от больных туберкулезом.

Слайд 19

Субъединичные пептидные вакцины
А может ли небольшой участок белковой молекулы (домен) служить

субъединичной вакциной и индуцировать выработку АТ?

Слайд 20

Субъединичные пептидные вакцины
Интуитивно - да:
те участки, которые находятся на поверхности

вируса и доступны для АТ обладают иммуногенными свойствами, а внутренние участки несущественны, если только они не влияют на конформацию иммуногенного домена.
Если так, то короткие пептиды, имитирующие АГ, можно использовать для создания вакцин.

Слайд 21

Субъединичные пептидные вакцины
Химическими методами синтезировали белковые домены, идентичные поверхностным белкам патогенного

для морских свинок вируса, и сшили их по-отдельности с инертным белком-переносчиком (для предотвращения их разрушения)
Ввели морским свинкам.
Наблюдался ярко-выраженный иммунный ответ. Но доза такой вакцины выше, чем в случае убитой вакцины.

Слайд 22

2. Генетически аттенуированные вакцины
Вакцины, содержащие целые живые м/о, но с удаленными

генами, кодирующими домены вирулентности

Слайд 23

Создание генетически аттенуированных вакцин
Патогенный м/о подвергают генетической модификации:
делетируют (delet

- удалять) гены, ответственные за вирулентность или за жизненноважные функции м/о;
но (ВАЖНО!!!) сохраняют АГ-кодирующие домены ДНК

Слайд 24

Создание генетически аттенуированных вакцин
Основное требование:
эти вакцины, являясь живыми, не должны

ревертировать и становиться патогенными.
Для предупреждения ревертирования необходимо:
Делетировать, как минимум, 2 области ДНК: кодирующую вирулентность м/о и какую-либо жизненно важную функцию;
вероятность их одновременного восстановления очень мала.

Слайд 25

Генетически аттенуированная противосальмонеллезная вакцина
Разные штаммы Salmonella вызывают острые кишечные инфекции, брюшной

тиф, пищевую токсикоинфекцию.
Аттенуированные штаммы сальмонеллы получают путем делеции отдельных доменов в генах ARO, кодирующих ферменты биосинтеза ароматических соединений и генах PUR, кодирующих ферменты метаболизма пуринов.
Такие штаммы вызывают легкую форму инфекции и обладают в 1 000 000 раз меньшей вирулентностью.

Слайд 26

Генетически аттенуированная вакцина вибриона холеры
Находится в стадии разработки
Актуально, т.к. используемая в

настоящее время – на основе холерных вибрионов, убитых фенолом, обеспечивает частичную защиту на ограниченное время – не более 3-6 месяцев

Слайд 27

3. Векторные вакцины
Живые вакцины, полученные путем клонирования генов, кодирующих основные АГ

патогенного м/о, и встраивания их в геном непатогенного носителя (обычно вируса)

Слайд 28

В качестве непатогенного носителя используют ВКО – вирус коровьей оспы
Геном ВКО

изучен и воспроизведен
Проникая в клетку хозяина (макроорг-ма), ВКО начинает реплицировать свою ДНК в цитоплазме инфицированной клетки, т.к. у вируса имеются гены ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы и гены ферментов, иницииру-ющих синтез мРНК.
Вновь синтезированная ДНК ВКО обрастает белковой оболочкой, образуя новые вирусы

Слайд 29

Встраивание в ДНК ВКО гена, кодирующего АГ
Если в геном ВКО встроить

чужеродный ген, кодирующий АГ, то он будет экспрессироваться независимо от регуляторных и ферментных систем клетки-хозяина.
Можно встроить ДНК, кодирующую несколько АГ.
Таким образом получают векторные ПОЛИвакцины на основе ВКО, которые позволяют провести иммунизацию сразу от нескольких заболеваний.

Слайд 30

Векторные вакцины на основе ВКО
В геном ВКО уже удалось встроить и

экспрессировать в культуре животных клеток несколько генов антигенных белков: АГ-белка вируса бешенства, АГ гепатита В, белков вируса гриппа.
ВКО остается жизнеспособным в течение многих лет после лиофилизации (испарения воды через замораживание) и не обладает онкогенными свойствами. Поэтому широко используется для создания векторных вакцин.
С его помощью в организм-хозяина (человека) доставляют и экспрессируют гены, кодирующие АГ-белки, которые в свою очередь индуцируют выработку АТ.

Слайд 31

Генная иммунизация
Позволяет индуцировать в макроорганизме иммунный ответ без введения АГ
Основан на

включении в клетки организма ГЕНА, кодирующего белок АГ.
В одном из экспериментов ДНК, кодирующую белок АГ, соединили с плазмидой кишечной палочки pBR322.
Плазмиду ввели В/М в организм мышей.
Более чем в 75% случаев ген включался в клетки мыши и начинался синтез белка АГ
Белок АГ индуцировал синтез АТ.
Этот подход позволяет избежать дорогостоящего процесса очистки АГ (в будущем)

Слайд 32

Лекарства против СПИДа
Вакцина ВИЧ

Слайд 33

ВИЧ поражает один из видов лимфоцитов (иммунных клеток крови)– Т-хелперы (Тн-клетки).

В норме эти клетки связывают продукты разрушения АГ (или комплекса АГ-АТ) и активизируют факторы, стимулирующие другие клетки иммунной системы к участию в иммунном ответе.
Т.о. Тн-клетки играют ключевую роль в формировании иммунного ответа, а при ВИЧ-инфекции они перестают функционировать. В этой связи несмотря на то, что к ВИЧ вырабатываются АТ, иммунный ответ организма отсутствует. Больной погибает от банальных инфекций.

В И Ч

Схема атаки
лейкоцита Тн

Слайд 34

1 этап ВИЧ-инфицирования
На первом этапе ВИЧ-инфекции происходит взаимодействие между гликопротеином оболочки

ВИЧ (gp120=м.м) и рецептором на поверхности Тн-клеток – поверхностным белком СD4,

3-мерная схема атаки лейкоцита вирусом ВИЧ

Т.о. связывание ВИЧ с Тн-клеткой опосредуется через образование связи gp120 - СD4.

Слайд 35

2 этап ВИЧ-инфицирования
После связывания с Тн клеткой ВИЧ проникает в нее

и становится защищенным от иммунной системы организма
В результате размножения ВИЧ в инфицированной Тн-клетке происходит лизис клетки
Пораженная Тн-клетка работает как фабрика по производству ВИЧ-гликопротеина gp120, который и вызывает разрушение других Тн-клеток

Слайд 36

Возможные пути защиты Тн-клеток от ВИЧ
1. In vitro поражение вирусом Тн-клеток

блокируется антителами к СD4;
2. процесс замедляется также при избытке белка СD4,
но ВИЧ не погибает ни в 1, ни во 2 случае;
3. Создание химерного белка, состоящего из фрагмента молекулы СD4 и Fc-фрагмента специфического АТ. Такой белок синтезирован, называется СD4 - иммуноадгезином

Вакцины

Содержание

ВАКЦИНЫэто препараты, содержащие антигены (АГ) возбудителей инфекционных заболеваний, и предназначенные для

Компоненты комплекса АГ-АТ- разрушают мембраны клеток м/о,активируют фагоциты,генерируют сигналы, мобилизующие другие

Костюм для работы с ООИ

Вакцины нового поколенияЛишены недостатков традиционных вакцин. Для их разработки применяют методы

Если антитела, вырабатываемые в ответ на введение традиционных вакцин, связываются с

установленоСтроение вируса млекопитающих. ДНК или РНК заключена в белковый капсид. У

1. Субъединичные вакциныВакцины, содержащие лишь отдельные компоненты патогенного м/о

Создание и производство субъединичных вакцин

Преимущества и недостатки субъединичных вакцин Преимущества:очищенный иммуногенный белок стабиленБезопасен (в сравнении с

СУБЪЕДИНИЧНАЯ ПРОТИВОГЕРПЕТИЧЕСКАЯ ВАКЦИНА HSV – herpes simplex virus - вирус простого

СОЗДАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ВАКЦИНЫ ПРОТИВ ГЕРПЕСА ПРОСТОГО

Идентификация АГ-активного компонента HSV Установлено, что в HSV выработку антител индуцирует

Идентификация генов, кодирующих АГ-активный компонент HSVГен, кодирующий gD HSV, был изолирован

Получение АГ-белкаПоэтому ген gD HSV модифицировали, удалив ту его часть, которая

Получаение АГ-белкаОднако для выработки точно специфичных АТ важно было получить

Субъединичная противотуберкулезная вакцина В стадии разработки.Возбудитель туберкулеза – Mycobacterium tuberculosis. 2

Субъединичные пептидные вакциныА может ли небольшой участок белковой молекулы (домен) служить

Субъединичные пептидные вакциныИнтуитивно - да: те участки, которые находятся на поверхности

Субъединичные пептидные вакциныХимическими методами синтезировали белковые домены, идентичные поверхностным белкам патогенного

2. Генетически аттенуированные вакциныВакцины, содержащие целые живые м/о, но с удаленными

Создание генетически аттенуированных вакцин Патогенный м/о подвергают генетической модификации: делетируют (delet

Создание генетически аттенуированных вакцинОсновное требование: эти вакцины, являясь живыми, не должны

Генетически аттенуированная противосальмонеллезная вакцинаРазные штаммы Salmonella вызывают острые кишечные инфекции, брюшной

Генетически аттенуированная вакцина вибриона холерыНаходится в стадии разработкиАктуально, т.к. используемая в

3. Векторные вакциныЖивые вакцины, полученные путем клонирования генов, кодирующих основные АГ

В качестве непатогенного носителя используют ВКО – вирус коровьей оспыГеном ВКО

Встраивание в ДНК ВКО гена, кодирующего АГЕсли в геном ВКО встроить

Векторные вакцины на основе ВКОВ геном ВКО уже удалось встроить и

Генная иммунизацияПозволяет индуцировать в макроорганизме иммунный ответ без введения АГОснован на

Лекарства против СПИДаВакцина ВИЧ