واکسن­های نانو ذره­ای[1]

امروزه نانوتکنولوژی این توان را به دانشمندان داده است که انواع نانوذره­ها را از نظر ترکیب، اندازه، شکل و خصوصیات سطحی که در زمینه پزشکی کاربرد دارد را طراحی کنند. نانوذرات به خاطر شباهت با اجزا سلول قادر به ورد به سلول­های زنده از طریق مکانیسم اندوسیتوز (به خصوص پینوسیتوز) هستند. در حقیقیت نانوذرات در حال ایجاد انقلابی در تشخیص و پیشگیری بیماری­ها هستند. ظهور ذرات شبه ویروسی (VLPs) و نانو­­ ذرات تجدید پذیر (مانند quantum dots و نانو ذرات مگنتیک) نشان دهنده تلاقی بیوتکنولوژی پروتئینی با نانوتکنولوژی غیرآلی بوده و یک زمینه مناسب برای پیشرفت نانوپزشکی فراهم می­کند (2).

استفاده از نانوتکنولوژی در واکسن­سازی بویژه در دهه گذشته افزایش چشمگیری داشته (شکل1) و باعث شکل­گیری رشته نانو­ واکسن[2] شده است. نانوذرات در هر دوی رویکردهای درمانی و پیشگیری به عنوان سیستم حمل کننده جهت افزایش پردازش آنتی­ژن و هم به عنوان ادجوانت کمک تحریکی برای فعال نمودن یا افزایش ایمنی استفاده شده­اند. استفاده از نانو واکسن به عنوان درمان بیشتر برای درمان سرطان­ها بکار رفته است و اخیراً برای درمان سایر بیماری­ها مانند آلزایمر مورد تحقیق قرار گرفته است.

نانو واکسن به عنوان عامل پیشگیری برای بیماری­های مختلفی استفاده شده است. تعدادی از نانو واکسن­های پیشگیری کننده برای انسان تایید شده­اند و بسیاری هم در مراحل کارآزمایی بالینی هستند (2).

شکل1: تعداد مقاله­های چاپ شده در زمینه نانوذرات و واکسن در Web of Science تا 29 جولای 2013

انواع نانو ذرات به ذراتی گفته می­شود که اندازه­ای بین 1 تا 100 نانومتر داشته باشند (شکل2).

4-1 انواع نانوذرات

1-4-1 نانوذرات پلیمری

انواع بسیاری از پلیمرهای سنتزی برای تهیه نانوذرات استفاده می­شوند، که از جمله می­توان به پلی D-L- لاکتید- کو- گلیکولید (PLG)، پلیD ،L-لاکتیک-کوکلیکولیک اسید (PLGA)، پلی g-گلوتامیک اسید (g-PGA)، پلی اتیلین گلیکول (PEG) و پلی استرن اشاره نمود. نانوذرات PLGAو PLG به خاطر سازگاری زیستی و تجزیه شدن زیستی بیشتر مورد بررسی قرار گرفته­اند. این نانوذرات پلیمری آنتی­ژن را به دام انداخته و آن را به سلول­های مشخص حمل نموده و یا به خاطر سرعت تجزیه پایین خود باعث آزاد شدن تدرجی آنتی­ژن می­شوند. از PLGA برای حمل آنتی­ژن­های متنوعی مانند پلاسمودیوم وایواکس به همراه منوفسفریل لیپید A (به عنوان ادجوانت)، ویروس هپاتیت B (HBV)، باسیلوس آنتراسیس و توکسوئید تتانوس استفاده شده است.

از پلیمرهای مانند پلی L-لاکتیک اسید (PLA)، PEG، PLGA و پلیمرهای طبیعی مانند پلی­ساکاریدها همچنین برای ساخت نانوذرات هیدروژل استفاده شده است. نانوذرات هیدروژل یک نوع از پلیمرهای مشبک سه بعدی آب دوست در اندازه نانو هستند. نانوژل­ها خواص خوبی از جمله انعطاف پذیری اندازه سوراخ­ها، سطح بزرگی برای اتصال­های چندگانه، محتوی آب بالاتر و ظرفیت نگهداری آنتی­ژن بیشتر دارند (2).

نانوژل­های کیتوزان به طور گسترده برای حمل آنتی­ژن­ها مانند زیر واحد زنجیره سنگین نروتوکسین تیپ A کلستریدیوم بوتولینوم به صورت واکسن داخل بینی و بدون ادجوانت بکار رفته­اند. نانوژل­های کیتوزان همچنین برای حمل آنتی­ژن نوترکیب NcPDI برای واکسیناسیون Neospora caninum بکار رفته است.

2-4-1 نانوذرات غیرآلی

بسیاری از نانوذرات غیرآلی برای استفاده در واکسن بررسی شده­اند. اگرچه بیشتر این نانوذرات قادر به تجزیه زیستی هستند، ولی مزیت آنها در ساختار محکم و سنتز قابل کنترل است. نانوذرات طلا (AuNPs) برای حمل واکسن حمل واکسن استفاده شده­اند. نانوذرات کربن نوع دیگری از نانوذرات هستند که برای حمل واکسن و داروها بررسی شده­اند. سیلیکا نانوذره دیگری است که برای نانوواکسن و طراحی سیستم­های حمل مناسب است (2).

2 پلیمرهای PLGA و ترکیب­های پلیمری

پلیمرهای سنتزی تجزیه پذیر زیستی[3] مانند PLGA به خاطر ساخت آسان و داشتن خصوصیات مورد نظر، توجه زیادی را در چند سال اخیر در تحقیقات به خود جلب نموده­اند. سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) استفاده از PLGA را در انسان و حیوان تایید نموده است، و اخیراً این پلیمر در طیفی از محصولات بیومدیکال مانند ماتریکس­های حمل کننده[4] داروها و نخ بخیه به کار رفته است (1،10).

استفاده از PLGA به عنوان ماتریکس برای میکروذره­های[5] قابل تزریق در دهه 1980 توسعه یافت و بعد از آن تحقیقات در زمینه میکروذره­ها برای حمل داروهای درمانی و پیشگیری کننده (شامل آنتی­ژن­ها و تعدیل کننده­ها) شتاب قابل ملاحظه­ای گرفت. تحقیقات اخیر در زمینه واکسیناسیون PLGA بیشتر در زمینه ساخت ذره­های در اندازه نانومتر بوده تا ساختاری شبیه پاتوژن­ها ایجاد نموده و هم باعث بهبود حمل واکسن هدف­گذاری شده برای APCs جهت القاء پاسخ TH1 شود (1).

2-2 روش­های تهیه ذرات PLGA

سه روش معمول در تهیه نانو و میکروذره­های PLGA وجود دارد: که شامل ... ادامه دارد