واکسن‌ها ثابت کرده‌اند که متحول‌کننده‌هایی در پزشکی مدرن هستند. نبرد هنوز به پایان نرسیده است؛ سرطان، بیماری‌های عفونی و خودایمنی امروزه هنوز هم باعث آسیب و مرگ انسان‌ها می‌شوند. آیا ممکن است در سال ۲۰۱۸ شاهد نقطه‌ی اوج این نبرد باشیم؟
جهانی را تصور کنید که واکسیناسیون بدون درد و به راحتی در خانه‌هایتان انجام گیرد و بتواند بیماری‌های عفونی مانند آنفلوانزا و HIV را ریشه‌کن کند. فکر کنید حساسیت‌های حاصل از ایمونوتراپی که به‌خصوص برای مبارزه با سلول‌های سرطانی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به پایان رسیده و از پس زدن پیوند جلوگیری کند.
به گفتۀ دکتر Jonathan S. Bromberg، پروفسور جراحی، میکروبیولوژی و ایمونولوژی، و دکتر Christopher M. Jewell، راز این جهش و پیشرفت به‌طور بالقوه در مواد بیولوژیکی نو و ابداعی نهفته است. این دو پروفسور در مقالۀ منتشر شده در ژورنال Trends in Immunology، ما را به دنیای سحرآمیز مواد بیولوژیکی که دارای توان ایجاد تحول در واکسن‌ها و ایمونوتراپی هستند، می‌برند.
مواد بیولوژیکی چیست؟
براساس National Institutes of Health، مواد بیولوژیکی، هر گونه موادی طبیعی یا ساختگی است که می‌تواند در پزشکی برای نگهداری، بهبود و جایگزینی بافت آسیب دیده و یا عملکرد بیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرد. حال این به چه معناست؟ مواد بیولوژیکی (Biomaterials) در تمام جنبه‌های زندگی وجود دارند. به‌طور مثال، در تشکیل لیوان، سرامیک، پلاستیک، فلز و موادی مانند کلاژن و ژلاتین استفاده می‌شوند و حتی می‌توانند از سلول‌ها و ارگان‌ها تشکیل شوند. همچنین می‌توانند در ساختارهای بزرگی مانند مفصل ران، لنزهای تماسی، استنت‌ها، بخیه‌ها و زخم‌بندهای تجزیه و جذب شدنی باشند.
برای اهداف واکسنی و ایمونوتراپی، مواد بیولوژیکی دارای مزیت قابلیت عمل در سطح میکروسکوپیک هستند.
پروفسور Bromberg و Jewell توضیح دادند:
بعضی از دسته‌های گسترده‌ی مواد بیولوژیکی شامل موارد زیر هستند: (۱) نانوذرات و میکروذرات که از پلیمرها یا لیپیدها تشکیل شده‌اند که می‌توانند به سلول‌های ایمنی کونژوگه یا منتقل شوند. (۲) داربست‌های محکم یا تجزیه‌پذیر برای ایمپلنت‌گذاری. (۳) دستگاه‌هایی مانند سوزن‌های میکروسکوپی که سلول‌های ایمنی پوست را مورد هدف قرار می‌دهند.
مقالۀ مرتبط: نانو ذرات جدید کوچک‌کنندۀ تومور از بازگشت مجدد سرطان جلوگیری می‌کند
در حالی که مواد بیولوژیکی در برخی از زمینه‌های پزشکی مدرن مانند ساخت دریچه‌های قلبی و ایمپلنت کاملا مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما تقریبا به زمینۀ توسعۀ واکسن‌ها و ایمونوتراپی اخیرا وارد شده‌اند.
پروفسور Bromberg و Jewell به توانایی این مواد اینگونه اشاره کردند:
کنترل بهتر بر محل و میزان سرعت آزادسازی واکسن، حفاظت در برابر تجریه آنزیمی و محیط‌های نامتعادل مانند اسید معده و روش دستکاری بر چگونگی پاسخ سیستم ایمنی.
مبارزه در برابر بیماری‌های عفونی
وقتی به واکسن‌ها فکر می‌کنیم، بیماری‌های عفونی به ذهنمان می‌آیند. اکثر واکسن‌های جدید حاوی دو جزء هستند: بخشی از میکروارگانیسم عفونی یا یکی از آنتی‌ژن‌های آن و ادجوانت‌ها (ماده‌ای که سیستم ایمنی را فعال می‌کند).
شایع‌ترین ادجوانت مورد استفاده در واکسن‌ها آلومینیوم است. اما به‌زودی ممکن است مواد بیولوژیکی به‌عنوان نسل بعدی ادجوانت‌ها رونمایی شوند. البته نه صرفا به‌عنوان انتقال‌دهنده؛ زیرا خودشان می‌توانند سیستم ایمنی را تحریک کنند.
بسیاری از مواد بیولوژیکی در حال توسعه به دلیل شکل، اندازه و خواص شیمیایی خاص هر کدام که می‌تواند برای تنظیم دقیق پاسخ مطلوب سیستم ایمنی مورد استفاده قرار گیرد، جذاب هستند.
پروفسور Jewell افزود:
اکنون ما فرصت دستکاری سیستم ایمنی براساس ساختار را داریم که مسیر دیگری را برای ایجاد موثرترین پاسخ ایمنی فراهم می‌کند.
به‌عنوان مثال، استفاده از نانوذرات و لیپیدها برای انتقال واکسن HIV در موش‌ها نشان‌دهنده‌ی پاسخ ایمنی بهبود یافته است.
یکی دیگر از استراتژی‌های امیدوارکننده که اخیرا وارد کیلینیک شده است، انتقال اجزای واکسن با استفاده از سرنگ‌های میکروسکوپی است. سرنگ‌های میکروسکوپی، سوزن‌های ریزی هستند که برای نفوذ به پوست و تزریق واکسن مورد استفاده قرار می‌گیرند. چون این سرنگ‌ها بسیار کوچک هستند و تا عمق زیادی نفوذ نمی‌کنند، باعث ایجاد درد نمی‌شوند.
استفاده از سرنگ‌های میکروسکوبی قابل تجزیه برای تزریق واکسن علیه ویروس آنفلوانزا در اولین آزمایش انسانی نشان داد این تکنولوژی به نتایج مشابه تزریق استاندارد آنفلوانزا دست یافته است، حتی زمانی که افراد مورد مطالعه سرنگ‌های میکروسکوپی بدون درد درخواست کردند.
این چنین پیشرفت‌ها می‌تواند روش تزریق واکسن و دسترسی به فرمول‌های موثر را در مناطق در حال توسعه دگرگون سازد. تعجبی ندارد که سوزن‌های میکروسکوپی به‌عنوان واکسن برای HIV نیز مورد بررسی قرار گیرند.
کشتن سلول‌های سرطانی
در درمان سرطان، ضروری است که درمان به محل هدف خود برسد و بر آن اثر کند. اما انجام این موضوع به اندازه‌ی گفتنش راحت نیست. چگونه واکسن مسیرش را از میان بسیاری از ارگان‌ها و انواع سلول‌ها برای یافتن محل درست تشخیص و انتخاب می‌کند؟
مواد بیولوژیکی از راه‌های بسیاری می‌توانند کمک کنند.
آن‌ها می‌توانند به وسیله‌ی سیگنالی موضعی تحریک کنند؛ مانند مولکولی که مخصوص سلول‌های سرطانی است. این به مواد بیولوژیکی اجازه خواهد داد تا به سوی سلول رفته و با مولکول مکمل جفت شده -مانند قفل و کلید- و با انتقال شیمی‌درمانی موجب کشته شدن سلول‌های سرطانی شود. تنها با کشتن سلول‌های توموری هدف، عوارض جانبی شیمی‌درمانی به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد.
مواد بیولوژیکی همچنین می‌تواند از توانایی خود بدن برای مبارزه با سلول‌های سرطانی استفاده کند. مطالعات نشان می‌دهد با اتصال مواد بیولوژیکی به سلول‌های ایمنی -به‌ویژه T سل‌ها که سلول‌های سرطانی را شناسایی می‌کنند- ممکن است پاسخ ذاتی ضد توموری T سل‌ها را افزایش دهد.
در عین حال، از سوزن‌های میکروسکوپی می‌توان برای تزریق مولکول‌ها به پوست برای تحریک T سل‌های موضعی برای مبارزه با ملانومای بدخیم استفاده کرد. ملانومای بدخیم تهاجمی‌ترین سرطان پوست است.
این روشی کاملا جدید برای تفکر در مورد چگونگی، مکان و زمان انتقال سیگنالهای ایمنی و آنتی‌ژن‌ها برای دریافت پاسخ ایمنی بهتر است. این به برخی از نمونه‌های واقعی فرصت تفکر درمورد واکسن برای درمان و پیشگیری از بیماری‌های عفونی و همچنین واکسن‌های بالقوه برای سرطان می‌دهد.
مقالۀ مرتبط: آیا در نهایت شکست‌های سریالی در ساخت واکسن سرطان پایان می‌پذیرد؟
تحت کنترل قرار دادن خودایمنی
واکسن علیه بیماری‌های عفونی و سرطان در جستجوی مهار پاسخ ایمنی التهابی است. اما در مقابل، حفاظتی است برای شرایط ناشی از خودایمنی مانند مولتیپل اسکلروزیس (MS)، آلرژی و رد پیوند.
در اینجا، مواد بیولوژیکی برای سرکوب یا تغییر چگونگی عمل سیستم ایمنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در مدل‌های آزمایشی MS، از مواد بیولوژیکی برای انتقال آنتی‌ژن‌های خودی و یا آنتی‌ژن‌هایی که فقط افراد مبتلا به خودایمنی به‌طور طبیعی در برابر آن‌ها واکنش نشان می‌دهند، برای تغییر پاسخ ایمنی از حالت حمله به حالت تحمل استفاده می‌شود. این در موش‌ها باعث بهبود علائم می‌شود.
در حال حاضر، درمان آلرژی با آمپول آلرژی به خوبی برقرار و مرسوم شده است. با این حال، بسیاری از اشکال ایمونوتراپی آلرژی به تزریق‌های مکرر -تا سه بار در هفته در طول فاز اولیه- نیاز دارد و می‌تواند چندین سال طول بکشد تا کامل شود.
دانشمندان با کپسوله کردن ترکیبات فعال در مواد بیولوژیکی به دنبال ایجاد نسخه‌های جدید درمانی که آهسته آزاد می‌شوند، هستند. این، نیاز به تزریقات مکرر را برطرف کرده و همچنین ممکن است عوارض جانبی را کاهش داده و چگونگی پاسخ سیستم ایمنی را بهبود بخشد.
برای پروفسور Bromberg، احتمال پیشگیری از رد پیوند بسیار جذاب و انگیزنده است. فرمول‌بندی آزادسازی آهسته داروهای سرکوب‌کننده‌ی سیستم ایمنی، که به‌طور خاص برای کنترل سطح التهاب که بعد از پیوند عضو اتفاق می‌افتد طراحی شده است، نتایج امیدبخشی در مدل‌های پیوندی موش نشان می‌دهد.
مقالۀ مرتبط: یافته‌های جدید می‌توانند درمان موثری برای بیماری‌های خود ایمنی باشند
نبرد واکسن و ایمونوتراپی در سال ۲۰۱۸
علی‌رغم پیشرفت‌های گذشته‌ی واکسن و ایمونوتراپی، نیازی فزاینده برای کنترل بیشتر انواع پاسخ‌های ایمنی تولید شده برای مبارزه با عفونت، سرطان و خودایمنی وجود دارد. البته، هنوز هم کاری برای انجام موجود است. درمان‌های کمی در انسان آزمایش شده است. چگونگی واکنش سیستم ایمنی ما در برابر مواد بیولوژیکی باید به‌طور دقیق و با جزئیات بیشتر قبل از نبرد علیه سرطان، بیماری‌های عفونی و خودایمنی که به نفع ما تمام خواهد شد، بررسی شود.
با این حال، مواد بیولوژیکی فرصت کنترل بیشتر بر پاسخ به آنتی‌ژن‌ها، ادجوانت‌ها یا تعدیل‌کننده‌های سیستم ایمنی را می‌دهد و می‌تواند برای هدف‌گیری این نشانه‌ها برای بافت‌های خاص یا جمعیت سلولی ویا برای تغییر سلول‌های ایمنی یا پاتوژن‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
مقالۀ مرتبط: ایمونوتراپی سرطان چیست؟
