Біотехнологія одержання вакцин нового покоління

• Вакцини з нуклеїнових кислот.

• Генні вакцини.

• Генетичні вакцини.

• Полінуклеотидні вакцини.

• Термін “ДНК-вакцини” може сформувати помилкову думку що вони вносять зміни в генетичну структуру організму (тварин, людини).

1990 Рік - початок розробок. У 1992-1993 роках доведено, що введення чужорідної днк в організм тварини сприяє формуванню імунітету

Етапи отримання вакцин, і формування ними імунітету:

• Від збудника (прокаріот) отримують гени що кодують імуногенні білки

• Вмонтовують ці гени в плазміду. Отримують рекомбінантну плазміду.

• Вмонтовують до цих генів промотор, який дозволить експресувати гени в клітинах еукаріотичних організмів (тварин, людини).

• Вводять цю рекомбінантну плазміду в бактеріальні клітини, щоб отримати велику кількість копій цієї плазміди.

• Виділяють і очищують отримані копії рекомбінантної плазміди від домішок. Очищена ДНК і є вакциною

• В цю ДНК в організм еукаріот (тварини, людина), де вона проникає в клітини.

• В клітинах синтезуються імуногенні білки, що закодовані у вбудованих гена отриманих від збудника.

• Ці білки виходять з клітин і спричинять імунну відповідь організму, який набуває імунітет.

Методи введення ДНК-вакцин:

• Парентерально (в/м’язово, підшкірно). Вакцина потрапляє у міжклітинний простір (при цьому частково руйнується), а потім в клітину.

• За допомогою генного пістолета. Вакцина потрапляє в клітину. ДНК-вакцина фіксують на мікроскопічних золотих гранулах (1-2 мкм) і вистрілюють струменем стиснутого гелію. Основна перевага цього методу необхідно нанограми вакцини, а при класичній вакцинації – мікрограми білка.

Переваги ДНК-вакцин над “традиційними” вакцинами:

1. Підвищена ефективність і безпека імунізації.

2. Спрощення процесів розробки та виробництва нових вакцин.

3. Менші вимоги до умов зберігання.

Біотехнологічне виробництво незамінних амінокислот

Незамінні амінокислоти (для людини і тварин):

лізин, лейцин, ізолейцин, валін, метіонін, треонін, триптофан, фенілаланін, гістидин, аргінін (частково синтезується в орнітиновому циклі)

В рік у світі виробляють 200 000 000 кг амінокислот

Застосування амінокислот:

1. Кормові добавки для збагачення рослинних білків (лізин, триптофан, треонін, метіонін). 66% усіх амінокислот.

2. Харчові: глутамат Na (підсилювачі смаку); гліцин (підсолоджувач, бактеріостатик і антиоксидант); аспартам – дипептид фенілаланіну і аспарагінової кислоти (в 100 разів солодший від цукру). 30% усіх амінокислот.

3. Фармацевтична, хімічна і косметична промисловість. 4% усіх амінокислот.

Методи одержання незамінних амінокислот:

1. Мікробіологічний синтез

• Використовують з початку 50-х років ХХ сторіччя.

• Отримують 60% усіх амінокислот, що виробляють.

• Переваги: 1) отримання L-форм амінокислот; 2) прибутковіший порівняно з іншими методами; 3) на одному підприємстві отримують кормові препарати та особливо чисті індивідуальні амінокислоти для медицини, фармацевтичної та харчової промисловості.

2. Хімічний синтез:

• Основний недолік – отримання рацематів (сумішей D- і L-форм), які необхідно очищувати, бо D-форм, як правило, є баластними, не засвоюються організмом людини і тварин, а у деяких випадках вони навіть токсичні. Виключенням є метіонін (D- і L-форми засвоюються) і гліцин ( не має оптичних ізомерів).

• Цим методом у великих кількостях отримують гліцин і метіонін.