İnfeksiyon hastalıkları ile mücadelede günümüz tıp ve bağışıklık biliminin en önemli hedeflerinden birisi yeni aşı geliştirime çabalarıdır. Aşılama yolu ile korunmanın tarihi Türkler’in su çiceğine karşı inek su çiçeği döküntülerini (süprüntü aşılar) kullanmalarına kadar uzanır. Bu “Geleneksel aşılama yöntemleri” ile infeksiyon hastaliklarına karşı başlatılan ve günümüzde de bütün hızı ile devam eden savaş yeni tesbit edilen hastalıklar sonucunda farkli bir yola girmiştir.
Günümüz aşı çalışmalarında sentetik peptidler ve rekombinant DNA teknolojisi yardımları ile modern tıpta yeni bir sayfa açılmıştır. Pasteur’un 1885 yılında kuduz aşısını geliştirmesinden sonra, bu yöntem günümüzde de yaygın olarak kullanılan çocuk felci (oral polio), verem (BCG) ve kızamık aşılarının geliştirilmesinde ilham kaynağı oldu. Daha sonra canlı aşılara alternatif olarak ölü organizma süspansiyonlarından boğmaca, tetanoz ve polio benzeri aşılar elde edilmeye başlandı. Bu yöntemlerle kullanıma sokulan aşılar sayesinde insanlık birçok ölümcül infeksiyon hastalıklara karşı başarılı olarak korundu. Bazı hastalıklar ise örneğin ciçek hastalığı gibi neredeyse tamamen ortadan kaldırıldı. Ne yazıkki, bu hastalıklara karşı geliştirilen aşı geliştirme teknikleri, çok sayıda farklı genomik tiplere sahip virusların neden olduğu hastalıklara karşı korunmada uygun aşı geliştirilmesi amacı ile kullanılamamaktadır. Bu klasik yöntemlerle aşı üretiminde diğer önemli bir dezavantaj da çok miktarda infeksiyöz ajana olan gereksinimdir. Oysa günümüzde insanda hastalık yapan bir çok virusun dış ortamda üretilmesi henüz gerçekleştirilememiştir.
Watson ve Crick’in DNA’nın çift sarmal yapısını ortaya çıkardığı 1950’li yıllardan sonra ise baş döndürücü hızla gelişen moleküler biyolojideki gelişmeler, 1970li yıllardan itibaren rekombinant DNA teknolojisinin gelişmesine temel oluşturdu. Bu gelişmelere paralel olarak klasik aşı teknikleri yerini rekombinant ve diğer modern aşı tekniklerine bırakmaya başladı. Özellikle son yıllarda geliştirilmeye çalışılan yeni aşı teknikleri içerisinde en umut verici olanları rekombinant, sentetik peptid ve çıplak DNA “Naked DNA” ve yenilebilen bitki (Edible Plant) aşılarıdır.
Sentetik peptid aşılar başarılı olabilecekmi?
Rekombinant DNA teknolojisi ve peptid sentezi ile ilgili gelişmeler mikroorganizmalara karşı koruyucu antikor üretimine yol açan antijenik sentetik proteinlerin yapılmasına fırsat verdi. Bu maksatla üretilen sentetik peptid aşıların vücut savunma sisteminin uyarılmasında da etkili olduğu gösterilmiştir. Sentetik peptidlerin aşı olarak kullanımı diğer aşı türlerine göre güvenlik, uygulanırlık ve maliyet açısından çok daha avantajlıdır. Bu yöntemi kullanarak aşı geliştirme çalışmaları özellikle coğrafik genotipleri farklılık gösteren hepatit B virusu, sıtma (malarya) ve insan immün yetmezlik virusu (HIV-1)’na karşı yoğunluk kazanmaktadır. Bulaşıcı hastalıklardan korunmanın yanı sıra, multiple skleroz, beyin dokusu yangısı (ensefalit) ve diabet gibi, oto-immün kökenli hastalıklara karşı bağışıklık sistemini uyarmak için de sentetik peptid aşılardan yararlanılmaya çalışılmaktadır.
Yeni bir aşı üretim yöntemi: Çıplak DNA (Naked DNA) Aşılar
Milyonlarca insanın sağlığını tehdit eden insan immun yetmezlik virus’u (human immunodeficiency virus, HIV-1) gibi viral etkenlerin oluşturduğu kronik viral infeksiyonlara karşı mevcut teknolojilerle aşı üretilememektedir. Genelde, zorunlu hücre içi canlı olduğu bilinen virusların tanınmasında ve yok edilmesinde hücresel savunma özel önem taşımaktadır. Yabancı DNA’nın kas içi enjeksiyonu ile hücre içine alımının deneysel hayvan modellerinde gösterilmesi aşı teknolojisinde yeni ufukların açılmasına yol açmıştır. Kendisine karşı korunma geliştirilmek istenen virusa ait parçalar içeren DNA, konakçı hücre içinde viral proteinin doğal yapısına uygun şekilde sentezlenir. Bu modellerde öldürücü dozda infeksiyöz ajan verilerek geliştirilen deneysel infeksiyonlarda tam korunma gösterilmiştir. Çıplak DNA aşı yönteminin diğer bir avantajı ise elde ediliş saflığının çok yüksek olmasından dolayı diğer hastalık etkenlerini bulundurma riskinin en az olması ve diğer aşı türlerine göre daha yüksek stabiliteye sahip olmasıdır. Bu yüzden DNA aşıları immün sistemi baskılanmış çocuklar ve kronik infeksiyona sahip yaşlı hastalarda geleneksel canlı aşılara göre daha güvenilirdir. Ayrıca çıplak DNA aşı çalışmalarındaki gelişmeler, 4000’den fazla genetik hastalığın tedavisinde umut ışığı olan gen tedavisi konusuna da yardımcı olacaktır.
Yenilebilen (bitki) aşıları ve kullanımını gelecek yazımızda ele alacağız.
TABLO I: TARİHTEN GÜNÜMÜZE AŞILARLA İLGİLİ ÖNEMLİ GELİŞMELER
M.Ö. 1200 Çinli ve Türkler çiçeğe karşı geleneksel “süprüntü aşı” uyguluyorlardı
1796 Jenner İngiltere’de ilk kez inek çiçeği vezikülünden alınan “döküntü aşı”yı bir
çocuğa başarı ile uyguladı.
1885 Pasteur ilk atteneu kuduz aşısını başarı ile uyguladı.
Bakteri Aşılarının Gelişimi
1892 Kolera aşısı
1896 Tifo aşısı
1921 Tuberküloz aşısı (BCG)
1923 Difteri toksoid aşısı
1923 Boğmaca aşısı
1927 Tetanoz toksoid aşısı
Doku Kültüründen Önce Virus Aşıları
1932 Sarı humma aşısı
1937 İlk inaktif influenza aşısı (Salk)
1949 Kabakulak aşısı
Doku Kültürü İle Elde Edilen Viral Aşılar
1954 Polio aşısı (Salk)
1957 Canlı zayıflatılmış oral polio aşısı (Sabin)
1960 Kızamık aşısı
1962 Kızamıkçık aşısı
1966 Kabakulak aşısı
1967 İnsan diploid hücrelerinden kuduz aşısı eldesi
1973 Su çiçeği aşısı
1976 Taşıyıcı serumlarından elde edilen Hepatit B aşısı
Biyoteknoloji Ürünü Aşı Çalışmaları
1986 Hepatit B aşısı
1995 Hepatit A aşısı
Rekombinant canlı vektör aşılar
a- Viral (Vaccinia virus, adeno virus, alfa virus, adenobenzeri viruslar)
b- Bakterial (BCG, Sallmonella) ve diğer mikrorganizmalara karşı sentetik peptid ve DNA aşıları ile ilgili araştırma ve deneme çalışmaları devam etmektedir
Reference: H. Ozdener., C. Çelik. Bilim ve Teknik. 1997 May. 354: 90-91