فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته
فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته - دامیران

معرفی فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته با قابلیت کاربردی بر علیه بیماری های طیور

فناوری واکسن های خوراکی با منشا گیاهی، یکی از شاخه های جدید علم تولید واکسن می باشد. در این فناوری، آنتی ژن کاندید را می توان از طریق روشهای مختلف زیست فناوری، در گونه های گیاهی میزبان منتخب بیان ژن کرد. جایگذاری پایدار آنتی ژن منتخب در ژنوم گیاه میزبان را می توان با استفاده از روش ناقلهای مهندسی ژنتیک با تکنولوژی DNA نوترکیب ایجاد نمود. روش دیگر بیان ژنتیکی آنتی ژن کاندیدا با استفاده از روش های ریز تزریق با آلودگی با ویروس های RNA دستکاری شده است.

این نوع واکسن ها علیه بیماری های طیور نیز تولید شده است.

بطوریکه، پروتئین ایمنی زا طیف وسیعی از avibirnavirus ( VP2) ، رئوویروس پرندگان ، ویروس بیماری نیوکاسل HN ، F ،کورونا ویروس پرندگان (S1)، ویروس آنفلوانزای پرندگان (rHA0)، ویروس کم خونی عفونی پرندگان (VP۱) و Eimeria tenella EtMIC۲)) در گیاهان منتخب میزبان بیان ژن می شود.

اکتساب ایمنی از طریق دهان (خوراکی) بواسطه گیاهان تراریخته و به دنبال آن چالش با ارگانیسم های عفونی اثر محافظتی را نشان می دهد.

واکسن های خوراکی بر علیه بیماری های طیور از نظر مقرون به صرفه ، با کارایی بالا و عاری از پاتوژن های انسانی یا حیوانات و سموم میکروبی است.

از دیگر نکات معتبر واکسن های خوراکی، می توان به مناسب بودن برای واکسیناسیون گروهی، سهولت در مصرف، پایداری نگهداری، کمترین استرس، بدون آسیب دیدگی عضلات و غیره اشاره کرد. قبل از آن، باید به مواردی از قبیل بهینه سازی میزان غلظت موثر آنتی ژن بیان شده، ترکیب واکسن، اثر واکسن، ایمنی و پایداری در شرایط عملی مزرعه پرداخت.

فناوری واکسن های گیاهی بر علیه بیماری های مختلف طیور ممکن است در دهه های آینده جایگزین برنامه های واکسیناسیون متداول و سنتی امروزی شوند.

مقدمه ای بر مقاله

بیماری های عفونی یک از عوامل جدی تهدید کننده برای صنعت طیور است.

در حال حاضر، ضررهای اقتصادی ناشی از بیماری های طیور ۱۰ تا ٪۲۰ از ارزش ناخالص تولید در کشورهای توسعه یافته است و احتمالا، در کشورهای در حال توسعه، بیشتر است (۲۰۱۴ ،FAO).

با پیشرفت در زمینه فناوری تولید واکسن، انواع مختلفی از واکسن ها مانند واکسن سلول کامل (زنده ضعیف و کشته شده)، واکسن های تک هدفی، واکسن های دی ان ای و غیره در برابر بیماری های رایج طیور موجود هستند.

از معایب عمده واکسن های موجود، هزینه بالای تولید، دشواری در حفظ زنجیره انبوه، ایمنی در مورد واکسن، مشکلات مرتبط با واکسیناسیون گروهی، نیروی انسانی و مهارت فنی مورد نیاز برای واکسن، پیچیدگی در تولید و خالص سازی و غیره است.

با پیشرفت، فنآوری تراریخته و دی ان ای نوترکیب، تولید واکسن های خوراکی مبتنی بر ماده اولیه گیاهی چشم انداز جدیدی برای غلبه بر این موانع ایجاد می کند. گزارش شده است که واکسن های خوراکی، ایمنی برابر یا بیشتر از واکسن های تجاری را ارائه می دهند (میسون و همکاران ، ۲۰۰۲ ؛ والمسلی و آرنتزن ، ۲۰۰۳).

از دیگر مزایای واکسن های گیاهی می توان به سهولت تولید، مقیاس بالا و تجویز، کپسوله شدن بیولوژیکی آنتی ژن کاندید، توانایی بیرون کشیدن سرم و پاسخ مخاطی، محافظت در برابر پاتوژن های مخاطی، هزینه کم تولید، ثبات دمای اتاق، ذخیره سازی بدون مشکل، عاری از پاتوژن های انسان یا پاتوژن های حیوانی ، عاری از پیروژنها و سموم میکروبی ، تجویز بدون سوزن و غیره.

فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته
بیماری های عفونی یک از عوامل جدی تهدید کننده برای صنعت طیور است.

تاریخچه

مهندسی ژنتیک گیاهی، یکی از مهمترین شاخه های زیست فناوری، در اوایل دهه ۱۹۷۰ آغاز شد.

در نتیجه، تحولات و انقلاب چشمگیر در کشاورزی اتفاق افتاد و تحقیقات به منظور کشف منابع ژنتیکی گیاه برای اهداف دیگری غیر از تغذیه گسترش یافت.

در سال ۱۹۹۰، دکتر چارلز آرنتزن، بیوتکنولوژیست گیاهی ابتدا مفهوم واکسن های خوراکی را مطرح کرد.

تأکید عمده به تولید آنتی ژن های محافظ در برابر پاتوژن های مختلف انسانی داده شد.

اولین بیان گیاه برای یک آنتی ژن واکسن توسط دکتر کرتیس و دکتر کاردینو در سال ۱۹۹۰علیه Streptococcus mutans که ارگانیسم ایجاد کننده پوسیدگی دندان در انسان است انجام شد.

استرپتوکوکوس موتانس آنتی ژن پروتئین سطحی  A (Spa A) با موفقیت در گیاه توتون بیان شد.

حق و همکاران، (۱۹۹۵) برای اولین بار گزارش واکسینه شدن با یک واکسن خوراکی (اشریشیا کلی انتروتوکسین حساس به گرما) که در گیاه تراریخته تولید شده است.

آنتی ژن های مختلف کاندیدا در بافت های گیاهی در برابر عوامل بیماری زا از انسان، حیوان و مرغ بیان شد.

بیشتر بدانید: انواع روش های واکسیناسیون طیور

تولید واکسن خوراکی بر پایه گیاهان

واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاه، واکسن هایی با پروتئین نوترکیب هستند که در آنها گونه های گیاهی منتخب برای تولید آنتی ژن (های) انتخابی که قادر به ایجاد ایمنی محافظت در برابر پاتوژن های حیوانات خاص در توزیع خوراکی آنها که به شکل واکسن خوراکی هستند، استفاده می شود.

اعتقاد بر این است که واکسن های گیاهی بر بیشتر مشکلات پیش روی واکسن های معمولی غلبه می کنند.

آنها هزینه های تولید و خالص سازی را کاهش می دهند، به طوری که می توان واکسن های مقرون به صرفه بیشتری تولید کرد.

یکی از مهمترین مشکلات کشورهای در حال توسعه و توسعه نیافته، دشوار بودن در حفظ شرایط پایداری و بقا در شرایط خنک، از تولید تا زمان مصرف واکسن است.

واکسن های خوراکی به دلیل توانایی بقا در دمای معمولی اتاق ممکن است این مشکل را برطرف سازند.

توزیع خوراکی برای مرغ و حیوان راحت تر است، زیرا کنترل فشار استرس و درد ناشی از تجویز مسیر تزریقی کاملا از بین می رود.

اندام های گیاه تراریخته می تواند به صورت تازه یا خشک استفاده شود.

واکسن های خوراکی می توانند پاسخ ایمنی مخاطی و سرمی را ایجاد کنند.

سیستم بیان بر پایه گیاه بهینه سازی شده است.

با دستکاری ژنتیکی به آسانی در مقیاس بالا تولید می شود.

علاوه بر این، واکسن های خوراکی مبتنی بر ماده اولیه گیاه به همان اندازه ایمنی زا هستند که واکسن های سنتی و احتمال آلودگی با سایر عوامل بیماری زا و سموم حیوانات نیز از بین بروند (سالا و همکاران ، ۲۰۰۳).

فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته
واکسن های خوراکی می توانند پاسخ ایمنی مخاطی و سرمی را ایجاد کنند.

گیاهان رایج مورد استفاده برای تولید واکسن های خوراکی

رایج ترین گیاه مورد استفاده برای بیان پروتئین و تولید واکسن، تنباکو (Nicotiana benthamiana) به دلیل قابلیت دستکاری آسان آن است.

واکسن های خوراکی همچنین میتوانند در گیاهان گندمیان، غلات (Oryza sativa، Za mays)، میوه ها (موز، گوجه فرنگی)، برگها (کاهو، یونجه، برگ بادام زمینی)، غده ها سیب زمینی، هویج)، دانه حبوبات (چشم بلبلی، سویا) و غیره تولید شوند.

برای مصرف عمل آوری نشده، گیاه باید خوشبو باشد.

پخت و پز ممکن است پتانسیل و قابلیت آنتی ژنی گیاه تراریخته را از بین ببرد.

برای غلبه بر این مشکل، گیاهان تراریخته ای که می توانند در معرض پخت و پز با درجه حرارت بالا و بدون تأثیر آنتی ژن قرار گیرند نیز پیشنهاد شده است (به عنوان مثال، خوراک ذرت اصلاح شده ژنتیکی پخته شده که می تواند از اشریشیا کلی انتروتوکسین حساس به گرما برخوردار باشد) استفاده می شود.

برای مصارف دامپزشکی، محصولات علوفه ای مختلف و غلات و گیاهان گندمی که جزئی از فرمولاسیون خوراک طبیعی هستند می توانند برای تولید واکسن مورد استفاده قرار گیرند که تجویز آسان با حداقل شانس برای رد شدن، امکان پذیر است.

موثرترین روش برای حفظ، استاندارد سازی و استفاده از واکسن خوراکی، تهیه پودر خشک از این آنتی ژن های حاوی گیاهان تراریخته است.

در آزمایشگاه آرنتزن، بیان شده است که پایداری پروتئین پودر گوجه فرنگی تراریخته برای یک دوره تا یک سال رضایت بخش است.

نکات اصلی که باید قبل از انتخاب گیاه برای بیان آنتی ژن کاندیدا مورد توجه قرار گیرد عبارتند از: گیاه باید مقاوم باشد، خوش طعم باشد تا به عنوان بخشی از جیره غذایی به خوبی پذیرفته شود، باید از نظر طبیعت بومی به راحتی در دسترس و قابل تغییر باشد.

رویکرد بیوتکنولوژیک

بیان آنتی ژن در گیاهان می تواند از طریق درج ژنتیکی (نوترکیبی) پایدار آنتی ژن کاندید در سلول های گیاهی یا با استفاده از سیستم های بیان حاصل شود.

برای درج و ورود پایدار ، سیستم حامل، وکتور، دنبال می شود.

پاتوژن های گیاهی طبیعی مانند: Agro bacterium tumefaciens برای ادغام پایدار DNA آنتی ژن در هسته گیاهان استفاده می شود.

این روش از توانایی ذاتی پاتوژن های گیاهی برای آلوده کردن و انتقال ژن های ویروسی آن به هسته سلول میزبان بهره می برد.

مهمترین مزیت این روش سهولت تولید، کارایی در هزینه، توانایی وارد کردن بخش های بزرگ DNA با راندمان بالاتر در ژنوم گیاه و غیره است (گلوین ، ۲۰۰۳؛ کوهلی و همکاران، ۱۹۹۸).

درج و وارد کردن ژن به واسطه Agrobacterium در سایت های کروموزومی تصادفی رخ می دهد.

بیشتر بدانید: مقایسه تخم پرندگان

گلوین (۲۰۰۳) گزارش داد که DNA تازه وارد شده در هسته به طور تصادفی با نوترکیبی غیر همولوگ در همان محل ژنی یا مکان های مختلف و در نتیجه ایجاد گیاهان تراریخته پایدار در ژنوم سلول میزبان قرار می گیرد.

یک روش جایگزین، درج ژن کاندید در DNA کلروپلاست حلقوی گیاه (cpDNA) از طریق روش بمباران ذرات یا تفنگ ژنی است که منجر به درج اختصاصی در سایت پیش بینی شده می شود ( دانیل و همکاران، ۲۰۰۱ ؛ دانیل و همکاران ، ۲۰۰۲).

در این روش، توالی های DNA انتخاب شده در ذرات میکرو فلزی ته نشین می شوند و با سرعت زیاد در برابر بافت هدف بمب باران می شوند تا میکرو ذرات در دیواره سلولی نفوذ کرده و DNA اگزوژن درون سلول را آزاد کنند و در ژنوم سلول میزبان یکپارچه شوند (تیلور و فوکت، ۲۰۰۲.).

فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته
واکسن های خوراکی برای بیماری های طیور مقرون به صرفه است

درج و ورود آنتی ژن کاندیدا در cpDNA دارای چندین مزیت است، مولکول cpDNA گیاهان مهم کاملا توالی شده است، حضور بیش از ۱۰۰۰۰ نسخه از cpDNA در هر سلول بیان ژن های خارجی را به سطوح بسیار بالا امکان پذیر می کند، درج ژن ها بطور انحصاری توسط نوترکیب همولوگ صورت می گیرد، سیستم ژنتیک کلروپلاست سیستم ای است که فاقد خاموشی ژن و سایر مکانیسم های اپی ژنتیکی است که مانع از بیان پایدار تراریخته می شوند، حالت مادری از ارث کلروپلاست در اکثر گونه های آنژیواسپرم احتمال انتقال ترانس ژن از طریق گرده را کاهش می دهد.

یک روش تغییرشکلی پروتوپلاستی با واسطه پلی اتیلن گلیکول (PEG) استفاده می شود.

اگرچه انتقال کلروپلاست با واسطه PEG از لحاظ فنی خواستار ، پر تحرک و همچنین زمان برتر نسبت به زیست شناسی است.

بیان زودهنگام ژن کاندیدا می تواند با واسطه مثبت، ویروس های RNA گیاه تک رشته ای (ویروس Tobacco etch، ویروس Cauliflower mosaic ، ویروس Tobacco mosaic و غیره) انجام شود. در این روش، تعیین کننده آنتی ژن در ژن کپسید ویروس گیاهی مهندسی می شود.

این ویروس می تواند گیاه حساس میزبان را که تولید داخل سلولی دارد، آلوده می کند.

DNA خارجی و ژنوم ویروسی در ژنوم گیاه میزبان یکپارچه نمی شوند و از این رو فقط با نسل آلوده بیان می شوند (والمسلی و آرنتزن ، ۲۰۰۰ ؛ یوسیبوف و همکاران ، ۱۹۹۷).

علاوه بر این، بیان موقت پروتئینهای هترولوگ در برگهای دست نخورده با نفوذ (تکنیک agroinfiltration) تعلیق A . tumefaciens که یک وکتور مضاعف را در فضاهای بینابینی برگ قرار می دهد نشان داده شد.

این مطالعه یک روش سریع بیان پروتئین نوترکیب را ارائه می دهد که ذاتا انعطاف پذیر و مقیاس پذیر است.

مکانیسم محافظتی واکسن های خوراکی

سطح مخاط بزرگترین بافت ایمنی بدن است که به دستگاه های هضم ، تنفسی و تولید مثل می پردازد.

در عین حال، روده یکی از مکانهای مهم برای توسعه، اقامت و دروازه ورود میکروارگانیسم های بیماری زا به سیستم های بدن است.

بافت لنفوئیدی مرتبط با روده (GALT) ساختارهای مهمی هستند که پاسخ ایمنی را در سویه های طیور برانگیخته اند.

GALT در اپیتلیوم روده ، لامینا پروپریا و ساختارهای لنفاوی تخصصی روده ساکن است.

اگرچه پرندگان فاقد النفنوئیدهای بسیار ساختار توسعه یافته هستند، اما تجمع لنفوئید دارای اپیتلیوم تخصصی با سلولهای میکروپولد (سلولهای M) است که می تواند محتویات لومن روده را بگیرد و آنها را در ماکروفاژها و سلولهای دندریتیک در دیواره روده ارائه دهد.

لنفوسیت های B و همچنین در دیواره روده قرار دارند (دیویسون و همکاران ، ۲۰۰۸).

بیشتر بدانید: نقش اسیدهای آلی در خوراک دام و طیور

پس از واکسیناسیون خوراکی با گیاهان تراریخته، آنتی ژن کاندید محافظت شده توسط محصور سازی زیستی در روده رها می شود.

دیواره سلولی که آنتی ژن را از آنزیم ها و ترشحات مجاری دستگاه گوارش محافظت می کند، به آرامی می شکند و محتویات سلولی را به لومن روده رها می کند.

سپس آنتی ژن های آزاد شده توسط سلول های M که در اپیتلیوم روده وجود دارند، جمع آوری می شوند. این آنتی ژنهای شناسایی شده متعاقبا به سلولهای دیگر سیستم ایمنی منتقل می شوند.

این باعث تولید IgG اختصاصی سرم (lg Y) ، IgE و آنتی بادی های محلی IgA و سلول های خاطره می شود.

IgA مسئول پاسخ ایمنی گذرا و IgY برای پاسخ ایمنی ثانویه در پرندگان است.

این آنتی بادی ها در مقابل قرار گرفتن در معرض موفقیت در برابر آنتی ژن خاص پاتوژن عمل می کنند.

واکسن های خوراکی بر اساس گیاهان علیه بیماری های پرندگان ناشی از گامبورو (IBD)

گامبورو یک بیماری ویروسی از نظر اقتصادی مهم در طیور است که ناشی از ویروس تحت خانواده Birnaviridae است که توسط یک ژنوم RNA دو رشته ای دوقلو مشخص می شود.

ایمنی ترین پروتئین ویروس IBD به عنوان VP2 تأیید شده است.

توصیف گسترده این پروتئین انجام شده است و به طور گسترده ای برای تولید واکسن های زیر واحد علیه IBD مورد استفاده قرار می گیرد.

با استفاده از روش تغییر شکل از طریق واسطه A . tumefaciens ، پروتئین VP2 با موفقیت وارد Arabidopsis thaliana شد (وو و همکاران ، ۲۰۰۴۱).

ایمن سازی مرغ با واکسن های خوراکی با منشاء گیاهی نشان داده است که واکسن خوراکی IBD می تواند انواع IgG را القا کند و محافظت از سیستم ایمنی بدن با واکسن های تجاری قابل مقایسه است (وو و همکاران، ۲۰۰۴۲).

هنگامی که پرندگان به طور خوراکی با استفاده از آنتی ژن VP2 در هفته اول و سوم سن واکسینه شدند و در هفته ۴ با چالش مواجه شدند، میزان حفاظت ۸۰٪ مشاهده شد.

در همین زمان، به دنبال ایمن سازی با واکسن IBD تجاری در هفته اول سن و واکسن گیاه تراریخته در ۳ هفته سن، ٪۹۰ محافظت را برانگیخت.

این نخستین گزارشی بود که از آنتی ژن در گیاهان با مرغ محافظت می کند.

وو و همکارانش ، (۲۰۰۷) آنتی ژن محافظ میزبان VP2 را روی دانه های برنج تولید کردند (Oryza sativa) مرغهای SPF پس از ایمن سازی با آنتی ژن بیان شده بر روی دانه های برنج منجر به تولید آنتی بادی های خنثی کننده برای مقابله با پاتوژن شدند و در هنگام چالش از گونه های بسیار ویروس محافظت می شوند.

در سال ۲۰۱۳، Taghavian گزارش داد که گیاه توتون تولید شده از طریق ترانسژنیک به واسطه ویروس Cauliflower mosaic برای تولید آنتی ژن VP2 به اندازه واکسن های تجاری در تولید ایمنی در موش ها مؤثر است.

چن و همکاران ، ۲۰۱۲ برای اولین بار فرایند توصیف تولید واکسن IBDV VP2 در Chenopodium quinoa را با استفاده از سیستم ارائه ویروس گیاهی (ویروس Bamboo mosaic) گزارش دادند.

در سال ۲۰۱۳، گومز و همکاران، از طریق ریز تزریق Nicotiana benthamiana برای بیان پروتئین VP2 می توانند %۱ از پروتئین محلول کل را به عنوان پروتئین بیان شده بدست آورند. واکسیناسیون خوراکی با یک کنسانتره دو برابر عصاره (۱۲ میکروگرم پروتئین) در سه دوز به وضوح کافی بود تا بتواند پاسخ آنتی بادی را خنثی کند.

فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته
واکسیناسیون خوراکی مرغ ۶ هفته ای با توتون و تنباکو که بیانگر HN است، ایمنی را از عفونت NDV فراهم می کند.

تزریق های رئوویروس پرندگان

(ARV) رئو ویروس پرندگان یک ویروس RNA دو رشته است که باعث ایجاد تعدادی از بیماری های مرغی مانند سندرم سوء جذب، آرتریت ویروسی، بیماری مزمن تنفسی و غیره می شود. پرندگان جوان بیشتر مستعد ابتلا به عفونت های ویروسی هستند.

روش اصلی کنترل عفونت های ARV از طریق واکسیناسیون در پرندگان جوان است.

گزارش شده است که ایمنی ترین پروتئین کپسیدی ARV مربوط به OC است و از آن برای تولید واکسن های زیر واحد علیه ARV استفاده شده است.

هوانگ و همکاران ، (۲۰۰۶) با موفقیت آنتی ژن CC را در گیاه یونجه از طریق تراریخته شدن واسطه آگروباکتریوم بیان کردند و دریافتند که پروتئین آنتی ژن به عنوان یک مونومر در گیاه یونجه وجود دارد.

وو و همکاران، (۲۰۰۹) گزارش دادند که پروتئین نوترکیب SC بیان شده در تالیای Arabidopsis ، دارای پتانسیل واکسیناسیون گسترده علیه ARV در گله های بزرگ است.

گزارش شده است که گیاهان تنباکو transgenic پروتئین OC را تولید می کنند و بازده آن بین ۲۰۰ درصد از کل پروتئین های محلول در نظر گرفته شده است (لو و همکاران ، ۲۰۱۱).

بیشتر بدانید: تأثیر استفاده از ویتامین ها در شرایط استرس گرمایی در طیور

بیماری نیوکاسل (ND)

بیماری نیوکاسل توسط ویروس RNA تک رشته ای متعلق به خانواده Paramyxoviridae ایجاد می شود.

عفونت سلول های میزبان توسط NDV با تعامل گلیکوپروتئین های سطحی هماگلوتینین، نورآمینیداز (HN) و پروتئین فیوژن (F) است.

هان و همکاران، در سال ۲۰۰۷ اقدام به تولید آنتی ژن HN در گیاهان توتون و تنباکو با A . tumefaciens کردند.

واکسیناسیون خوراکی مرغ ۶ هفته ای با توتون و تنباکو که بیانگر HN است، ایمنی را از عفونت NDV فراهم می کند.

در یک مطالعه انجام شده توسط برینشتین و همکاران ، (۲۰۰۵)، هر دو آنتی ژن F و HN در گیاه سیب زمینی تراریخته بیان شد و واکسیناسیون خوراکی با پروتئین های بیان شده منجر به ایجاد پاسخ های ایمنی مخاطی و سیستمیک شد.

Dow AgroSc علوم در سال ۲۰۰۶ اولین واکسن ساخته شده از گیاه را برای بیماری نیوکاسل در مرغ تولید کرد.

گومز و همکاران، (۲۰۰۹) با استفاده از تکنیک های زراعت، عملکرد گلیکوپروتئین های HN بیان شده را در گیاهان Nicotiana benthamiana متحول شده (با واسطه .A tumifaciens) افزایش دادند.

برونشیت عفونی

برونشیت عفونی یک بیماری حاد ، بسیار مسری دستگاه تنفسی، کلیوی و ادراری است که توسط ویروسی در خانواده، Coronaviri dae ایجاد می شود.

این بیماری با مرگ و میر شدید در گله های مبتلا مشخص می شود.

از بین ۳ پروتئین ساختاری اصلی IBV ، گلیکوپروتئین Spike متخلخل s۱ قادر به القاء آنتی بادی های خنثی کننده ویروس و مهار هموآگلوتیناسیون است (مور و همکاران ، ۱۹۹۷).

اولین گزارش بیان گلیکوپروتئین IBV s۱ توسط ژو و همکاران، در سال ۲۰۰۳ ارائه شد. در مطالعه آنها ، ایمن سازی خوراکی با سیب زمینی تراریخته با بیان گلیکوپروتئین IBV s۱ ایمنی و محافظت در موش ها و مرغ ها هنگام مواجهه با سویه های خطرناک را ایجاد می کند.

پروتئین گیاهان بیان شده در سیب زمینی تراریخته در تجویز خوراکی سطح قابل تشخیص آنتی بادی های خنثی کننده سرم را ایجاد کرد (ژو و همکاران ، ۲۰۰۴).

آنفولانزای مرغی (A1)

ویروس های آنفلوانزای مرغی تحت خانواده Orthomyxoviridae قرار دارند که به دلیل تأثیر آن بر جمعیت طیور ، توانایی آنها در ایجاد شرایط جدی در انسان و پتانسیل همه گیر آنها نگرانی جهانی را برانگیخته است.

کالتوف و همکاران ، (۲۰۱۰) پتانسیل ایمونوژنیک گیاهان بیان شده با طول کامل هموگلوتینین THAHPAIV ( H۵N1 ) را در چند فرمولاسیون واکسن در مرغ مورد تحلیل قرار دادند.

گیاه تنباکو تراریخته با پروتئین THA۰ نشاندار پاسخ ایمنی با تولید آنتی بادی های خنثی در مرغ ایجاد می کند و آن را در برابر چالش ویروس محافظت می کند.

گیاه تراریخته (Arabidopsis thaliana) حاوی آنتی ژن HPAIV H۵N۱ در شبکه آندوپلاسمی آن ، که می تواند به عنوان واکسن خوراکی یا به عنوان معرف های تشخیصی برای عفونت ویروس آنفلوانزای مرغی استفاده شود ، توسط هوانگ و همکاران ، (۲۰۱۲) تهیه شده است.

Shoji و همکارانش ، ۲۰۱۲ گزارش دادند که پروتئین های HA بر روی گیاه تنباکو و ایمن سازی دهانی موش ها با این آنتی ژن های HA ناشی از آنتی هموآگلوتیناسیون IgG سرم بیان شده است.

آنتی بادی مهار کننده هموآگلوتیناسیون در برابر عفونت های بعدی محافظت می کند.

Kana karajan و همکاران ، (۲۰۱۲) یک واکسن بر پایه گیاه علیه آنفولانزای مرغی بیماری زا کم در گیاه تنباکو تراریخته تولید کردند.

فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته
ایمن سازی مرغ با واکسن های خوراکی با منشاء گیاهی نشان داده است که واکسن خوراکی IBD می تواند انواع IgG را القا کند

کوکسیدیوز (Eimeria tenella)

کوکسیدیوز توسط ارگانیسم های درون سلولی تک سلولی متعلق به جنس Eimeria ایجاد می شود.

Sathish و همکارانش ، در سال ۲۰۱۲ پروتئین microneme از EtMIC۲) ، E . tenella )، را در برگ های تنباکو با استفاده از آگروباکتریوم بیان کردند.

تجویز خوراکی این واکسن بر پایه گیاه باعث تولید آنتی بادی محافظ در برابر عفونت های Eimeria tenella شد و بازده تخمک را کاهش داد.

افزایش وزن بدن مرغ های واکسینه شده دهانی در مقایسه با گروه شاهد به طور معنی داری زیاد بود.

کم خونی عفونی پرندگان

ویروس کم خونی مرغ (CAV) ، یکی از اعضای خانواده Circoviridae یک ویروس تک رشته ای با ژنوم دایره ای است.

تنها پروتئین ساختاری موجود در CAV ، VP۱ است.

از این رو، از آن به عنوان آنتی ژن برای تولید واکسن نوترکیب استفاده می شود (کانینگهام و همکاران ، ۲۰۰۱).

الاکورت و همکاران ، (۲۰۰۷) ۳ پروتئین شامل پروتئین ساختاری VP۱ را در گیاه تنباکو تراریخته بیان کردند و اظهار داشتند که قبل از انتشار آن به عنوان واکسن تجاری خوراکی ، نیاز به بهینه سازی سطح بیان VP1در گیاه تراریخته وجود دارد.

بیشتر بدانید: انواع داروهای دامپزشکی

معایب و چشم اندازهای آینده

تولید و بازاریابی واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان در برابر بیماری های طیور هنوز در مراحل ابتدایی خود است.

اما نتایج تجربی نشان می دهد که آماده سازی تجاری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاه ممکن است در آینده نزدیک جایگزین واکسن های معمولی شود.

کارهای تحقیقاتی دقیق که در این زمینه انجام می شود ، می تواند به غلبه بر دشواری هایی نظیر استاندارد سازی غلظت آنتی ژن بیان شده ، فرمول واکسن ، ایمنی ، کارآیی و ثبات در شرایط مزرعه و غیره کمک کند.

وجود بقایای سموم دفعی و متابولیت های ثانویه یا سموم ممکن است یک مشکل اساسی باشد.

محصولاتی که معمولا در خوراک طیور استفاده می شود ممکن است به غلبه بر مشکلات کمک کند.

استانداردسازی سطح آنتی ژن بیان شده در سیستم های بیولوژیکی مانند گیاهان دشوار است.

از این رو، کارهای تحقیقاتی دیگری برای شناسایی مکانیسم دقیق پاسخ ایمنی مخاطی و سیستمیک تولید شده توسط واکسن های خوراکی انجام می شود.

نتیجه گیری

در طول دهه گذشته، چندین کار تحقیقاتی برای بیان آنتی ژن کاندید در بخش خوراکی گیاهان در برابر بیماری های مختلف از جمله مرغ انجام شده است.

نتایج به دست آمده از آزمایشات ایمن سازی بسیار امیدوار کننده است.

آماده سازی تجاری واکسن های خوراکی ممکن است در آینده نزدیک جایگزین بهتری برای واکسن های معمولی باشد.

برای تحقق بخشیدن به آن، مطالعات دقیق در جهت رفع مشکلات فنی مورد نیاز است.


فصلنامه علمی-ىانشجویی رویان / شماره بیستم
سهیلا قهرمانی / دانشجوی کارشناسی ارشد فیزیولوژی دام و طیور / دانشگاه تربیت مدرس تهران
منبع: دامیران
نویسنده: سهیلا قهرمانی
لینک کوتاه مقاله: daamiran.com/?p=6482
فناوری واکسن های خوراکی مبتنی بر گیاهان تراریخته

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دامیران