Immunoregulatory activities of nanoparticle-forming oligodeoxynucleotides

Doğal bağışıklık sistemi öncelikle değişik mikroorganizmaların yan ürünlerini tanıyarak mikroorganizmanın yayılmasını kontrol edecek mekanizmaları harekete geçirir. Bağışıklık sisteminin bu kolundaki hücreler aynı zamanda antijene özgü kazanılmış bağışıklık sistemi hücrelerini de uyarır.CpG-motifleri taşıyan bakteriyel DNA TLR9 almaçı tarafından tanınır. Ancak bağışıklık sisteminin uzun ve aşırı bir şekilde aktif halde olması organ hasarına kadar gidebilecek hücre ve doku yıkımına sebep olabilir. Memeli genomundaki korunmuş TTAGGG motiflerinin TLR almaçlarının sinyal yolaklarını bastırdığı daha önceden ispat edilmiştir. Bu baskılayıcı etki bağışıklık sisteminde homeostatik dengeyi tekrar eski haline getirir. Bakteriyel DNA'lardan esinlenmiş CpG-motifleri taşıyan sentetik DNA'lar bulaşıcı hastalıklar, kanser veya alerji gibi çeşitli klinik durumlarda kullanılabilirken, bağışıklık sistemini bastırıcı DNA parçacıkları antiinflamatuar etki gerektiren sistemik otoimmün hastalıklar için çözüm vaat etmektedir.Sentetik DNA parçacıklarının (ODN) klinikte kullanılmasının önünde çeşitli engeller bulunmaktadır. Şu ana kadar kullanılmakta olan ODN'ler ait oldukları alt sınıfa göre farklı etkilere yol açarlar. K-tipi ODN'ler B hücrelerinin ve dendritik hücrelerinin çoğalması ve aktivasyonunda daha etkilidir. D-tipi ODN'ler ise nanoparçacık yapısında olup anti-viral tip I interferon üretimini ve monositlerin dendritik hücrelere farklılaşmasını tetikler. Ayrıca bu sentetik ODN'lerin hücre içine alınmadan nükleazlar tarafından parçalanması bunların fizyolojik koşullardaki etkinliğini azatmaktadır. Son olarak, interferon-alfa üretimini tetikleyen D-tipi ODN'ler poli-G uçları içerdiğinden farkı büyüklükte parçacıklar oluşturur. Heterojen yapılar oluşturan D-tipi ODN'lerin büyük ölçekli üretimi ve klinikte kullanımı problemlidir.Biz poli-G ucu içermeyen, interferon-alfa üretimini tetikleyebilecek homojen nanoparçacıklar oluşturan ODN420 adını verdiğimiz yeni bir sınıf ODN geliştirdik. Fare dalak hücrelerinin ex vivo uyarımı ve bu ODN'lerin in vivo enjeksiyonu sonucunda elde ettiğimiz sonuçlar ODN420'nin daha önceden kullanılan ODN'lere göre bağışıklık sistemini daha yüksek seviyede tetiklediğini ve nanoparçacık yapısından ötürü eksonükleazlara göre daha dirençli olduğunu gösterdi. Aynı zamanda bu ODN'nin doğal fosfodiester iskelet içeren halinin daha stabil olan modifiye edilmiş fosforotioat iskeletli haliyle benzer aktivite gösterdiğini bulduk. Ayrıca, bu ODN'nin K ve D-tipi ODN'lerin üstün özelliklerini taşıdığını gösterdik. Bu sonuçlar insan kanından izole edilmiş bağışıklık sistemi hücrelerinde de tekrar gösterildi.Sonra iki farklı hayvan deneyinde bu ODN'nin aşı adjuvanı ve anti-kanser ajanı olarak potansiyelini inceledik. Aşı deneyindeki sonuçlar ODN420'nin şu anda kullanılan ODN'lere göre daha etkin bir antijene özgü Th1 etkisi yarattığını ve bu etkinin ODN-A151 tarafından azaltıldığını bulduk. Tümör modelinde ise ODN420, tümörün büyümesini tersine çevirdi veya geciktirdi. Bu bulgular bağışıklık sisteminin manipülasyonuyla daha etkin tedavi yöntemleri bulunmasına ışık tutacaktır.