Yenilebilir Aşılar

Genetik alanda yapılan çalışmalar dünyada çok hızlı bir şekilde ilerlemektedir. Bu çalışmalar başta sağlık sektörü olmak üzere gıda ve diğer birçok sektörde oldukça büyük bir rol oynamaktadır. Genetik alanda yapılan çalışmalardan şu anda en popüler ve dikkat çekici olanı geleneksek aşılama yerine yenilebilir aşıların üretilmesidir. Aşı; insan ve hayvanlarda humoral ve hücresel yoldan aktif bağışıklığı uyararak infeksiyonlara karşı koruma sağlayan medikal preperatlardır.Tipik (geleneksel) aşılar öldürülmüş veya zayıflatılmış olan hastalık etkenlerinden oluşmaktadır. Bu tür aşılar maliyetli, uygulama sırasındaki zorlukları, soğukta saklama gerekliliği ve her kesimden ülke ve insanlara ulaştırılamaması gibi çeşitli dezavantajları vardır. Bu yüzden genetik alandan yapılan ve gözde halde olan çalışmalardan biri transgenik gen teknolojisi ile daha ucuz maliyetli olan, her kesimden insana kolay ulaştırılabilen ve ısıya dayanıklı yenilebilir aşılar üretilmeye başlanmıştır.

Aşılar hem insanlarda hem de hayvanlarda sağlığa müdahale için birincil araç olarak kabul edilir. Aşılar, özellikle üretildikleri ülkelerdeki maliyetleri azaltıyorsa ve soğutmadan korunabiliyorsa daha yaygın olarak kullanılabilir. Gelişmekte olan ülkelerde aşı satın alınabilirliği, üreticiden aşı kullanım alanına ‘’soğuk zincirler’’ ile götürme ihtiyacı ve enjeksiyona bağımlılıklar gibi bazı sınırlamalar nedeniyle sağlık hizmetlerinin önünde engeller oluşturmaktadır. Bitkilerden türetilen aşılar bu gibi sınırlamalar ile karşılaşmaz. Devam etmekte olan araştırmalar, transgenik bitkilerden yenilebilir (oral) aşılar üretmenin yollarını bularak bu sınırlamaları çözmeye adanmıştır. Bitki kaynaklı aşılar daha büyük güvenlik sağlar ve toplu aşılama için düşük maliyetli programlar öngörür.

1980’lerde modern biyolojik tekniklerin ortaya çıkması ile aşı üretimi için yeni stratejiler geliştirilmiştir. Bu aşılar patojenik virüslerden, bakterilerden veya parazitlerden türetilen proteinlerden oluşur (genellikle proteinler, patojenlerin kendisi tarafından değil, proteini bir ‘’vekil organizmada’’ kodlayan genin ifadesiyle üretilir). Son on yılda yeşil bitkilerin, insan patojenlerinin antijenlerini üretmek için ‘’taşıyıcı üretim organizması’’ olarak da kullanılabileceği bulundu. Bu proteinler priming ortaya çıkarabilir ve ayrıca oral yoldan uygulandığında insanlarda bağışıklık tepkisini artırabilir. Ek olarak, aşı üretimi için kullanılan hemen hemen tüm diğer hücre soylarının aksine, bitki hücrelerinin bileşenleri her zaman normal insan diyetinin önemli bir parçası olmuştur. Bu nedenle bitkiler, güvenli ve etkili olarak ağızdan aşı yapmak için önemli yeni fırsatlar sunar.

Yenilebilir aşılar, antijen içeren fakat patojeniteyi oluşturabilen başka hiçbir geni içermeyecek şekilde tasarlanmaktadır. Günümüzde kolera, şap, kuduz, kızamık hepatit B, hepatit C, rotavirüslere karşı yenilebilir aşılar üretilmektedir. Seçilen genlerin bitkilere aktarılması ve daha sonra bu değiştirilmiş bitkilerin kodlanmış proteinleri üretmesi için uyarılması, yenilebilir aşıların geliştirilmesi için birincil koşuldur. Bu süreç dönüşüm olarak bilinir ve değiştirilmiş bitkiler transgenik bitkiler olarak adlandırılır. Yabancı genleri bitkilere aktarmak için kullanılan teknikler başlıca ekinlere, sebzelere ve şifalı bitkilere uygulanmıştır. Bitkilerde serum albümini, insan a-interferon,insan eritroprotein ve immünoglobülinler dahil olmak üzere çeşitli yabancı proteinler başarıyla uygulanmıştır. Son yıllarda, bitkilerde çeşitli antijenler ve antikorlar üretmek için birkaç girişimde bulunulmuştur. Aşı olarak kullanılacak olan bitkinin yenilebilir kısmı, pişirme sırasında olası denatürasyonları önlemek açısından genellikle çiğ olarak tüketilen bitkilere uygulanır.  

Patojenlerin çoğu, toplu olarak vücuttaki en büyük immünolojik olarak aktif doku olan sindirim,solunum ve ürinoprodüktif izleri kaplayan mukozal yüzeylere girer. Mukozal bağışıklık sistemi, ilk savunma hattıdır ve patojenlere karşı aşılamada en etkili bölgedir. Nazal (burun) ve oral (ağız) aşılar, mukozal enfeksiyonlar için en etkilidir. Oral aşının amacı hem mukozal hem de humoral immüniyeti patojenlere karşı uyarmaktır. Yenilebilir aşılar ağızdan alındığında çiğnenmeye tabii tutulur ve bitki hücrelerinin parçalanması sindirim enzimlerinin etkisinden dolayı bağırsakta gerçekleşir. Şu ana kadar denenmiş ve sonuç alınmış yenilebilir aşılama bitkileri: muz, domates, patates, elma, soya fasülyesi, mısır vb.

Bitkilerden Üretilen En Popüler Yenilebilir Aşılar

1- Patates
Transgenik patatesler Cornell Üniversitesi’ne bağlı bitki araştırma entitüsü tarafından yaratıldı ve yetiştirildi. Enterotoksin içeren transgenik patatesler ilk olarak kobay hayvanlarına uygulandı ve güçlü immün tepkiler gösterdi. Gönüllü insan topluluğu ishale neden olan E. coli bakterisinin salgıladığı toksinin bir kısmını üretmek için genetik olarak üretilmiş ısırık büyüklüğünde ki çiğ patates parçaları yediler. Transgenik patatesleri tüketen 11 gönüllünün on tanesi (%91) bağışıklık kazandıktan sonra bir noktada serum antikorlarında dört kat artış gösterdi ve 6 tanesinde (%55) bağırsak antikorlarında dört kat artış gözlendi. Ayrıca yenilen patateslerden dolayı hiçbir gönüllüde yan etki görülmedi.

2- Domates
Domatesler, HIV antijenine karşı ideal bir aday olarak hizmet edebilmektedirler, çünkü proteini taşıyan diğer transgenik bitkilerin aksine domatesler yenilebilir ve iyileştirme yeteneklerinin korunmasına yardımcı olan herhangi bir ısıl işleme karşı bağışıklıkları vardır.

3- Muz
Yenilebilir aşılar açısından en gözde konumda bulunan muzlardır. Muzların avantajı pişirilmek zorunda olan patates veya pirinç ile karşılaştırıldıklarında çiğ olarak tüketilebilmeleridir. Ayrıca yenilebilir aşılardan en çok yarar sağlayacak olarak görülen muzun üçüncü dünya ülkerinde uygun tropikal iklimden dolayı yetiştirilebileceğinden yenilebilir aşılar vektör olarak muz kullanımına doğru ilerliyor.

4- Mısır
Mısırlı bilim insanları, hepatit-B virüsü aşısını yapmak için kullanılan bir proteini üretmek için mısır bitkilerini genetik olarak tasarladılar. Kahire Tarımsal Genetik Mühendisliği Araştırma Enstitüsü hepatit-B virüsüne karşı bir bağışıklık tepkisi ortaya çıkaran ve HBsAg olarak bilinen proteini üreten genetiği değiştirilmiş mısır bitkileri geliştirdi. Bu mısırlar aşı olarak kullanılmaktadır.

5- Pirinç
Japon sedir polen alerjenlerinden türetilen baskın T-hücresi epitopu peptidleri, özellikle pirinç tohumunda eksprese edilip mukozal immün sisteme teslim edildiğinde alerjene karşı bir alerjik immün tepkisinin gelişimi sağlanmıştır. Ayrıca hapşırma gibi iltihaplı pollinoz semptomlarda bastırılmıştır. Bu sonuçlar, alerji tedavisi için alerjenlerin T-hücresi epitop peptitlerini biriktiren transgenik bitkilerden türetilmiş bir oral immünoterapi ajanının kullanılmasının uygulanabilirliğini göstermektedir. Tohum, yabancı protein üretimi için bir platform olarak kullanıldığında önemli miktarda rekombinant protein toplanabilir. Çünkü tohum büyüme için gerekli nişasta, protein ve yağı biriktirmek için doğal bir depolama organıdır.

6- Tütün
Tütünde toplam protein seviyesinin %0.02’sinde yenilebilir aşı üretiminin ilk raporu 1990 yılında ortaya çıktı. Daha sonra bitkideki çeşitli antijenleri eksprese etmek için birkaç girişimde bulunuldu. Akut sulu diyare, ince bağırsağı kolonize eden ve bir veya daha fazla enterotoksin üreten enterotoksikojenik E. coli ve Vibrio cholerae’ya neden olduğu için, tütün içinde ısıyla kararsız enterotoksin (LT-B) eksprese edilerek yenilebilir aşı üretme denemesi yapıldı.

Yenilebilir Aşıların Avantajları ve Dezavantajları


1- Avantajları
● Yenilebilir aşılar normal aşılarda gözlenmeyen mukozal bağışıklık ortaya çıkarabilir.
● Yenilebilir aşılar mevcudiyet, depolama, hazırlama, üretim ve nakliye açısından uygun maliyetlidir. Biyoteknolojik yöntemlerle üretilen aşılar, geleneksel aşılar gibi koruma amaçlı soğuk zincire ihtiyaç duymadan oda sıcaklığında stabildir. Yenilebilir aşılar özel maliyetlere sahip olmaları gerekmediğinden üretim maliyetleri düşüktür.
● Yenilebilir aşılar, geleneksel aşıların aksine enjeksiyon ile verilmesini gerektirmediğinden iyi tolere edilir. Bu nedenle, tıbbi personele daha az ihtiyaç vardır ve bulaşma riski düşüktür. Enjeksiyona kıyasla oral aşılamanın uygulanabilirliği de bir avantajdır.
● Bitkiden üretilen aşılar çok sayıda antijeni birleştiren yeni aşıların kaynağı olabilir.
● Yenilebilir aşıların bitkilerden ayrılması ve saflaştırılması çok kolaydır ve uygulanacak hücrelerde patojenik kirlenme etkili bir şekilde önlenebilir.


2- Dezavantajları
● Yenilebilir aşının dozajı bitkiden bitkiye ve kuşaktan kuşağa farklılık gösterir.
● Aşı içeriğinde ki protein miktarı bitkiden bitkiye değişmektedir.
● Bitkilerin olgunluk derecesi antijen formundaki proteinleri etkileyebilmektedir.
● Yenilebilir aşılar için değişken koşullar da büyük bir sorundur. Aşı içeren patatesler 4 °C’de daha uzun süre saklanabilirken, domatesler bu sıcaklıklarda uzun süre dayanamaz. Bu nedenle, mikrobiyal bozulma nedeniyle oluşabilecek enfeksiyonu önlemek için bu aşıların her gibi uygun koşullarda depolanmalıdır.
● Bitkilerin ve insanların glikosilasyon modelleri (proteinlere şeker eklenmesi) farklı olduğudan aşıların işlevlerini etkileyebilir.
Özetlemek gerekirse, son on yılda bitkilerin yenilebilir kısımlarında antijen veya antikoru eksprese ederek bazı hastalıkların önüne geçilebileceği görülmüş ve yenilebilir aşıların arttırılması için birçok girişimde bulunulmuştur. Geleneksel aşılara herkesin ulaşamaması (özellikle fakir dünya ülkeleri), korunmasının zor olması ve uygulama sırasında zorlukları bilim insanlarının daha kolay, daha etkili ve tüm dünya insanlarının eşit düzeyde ulaşabileceği ve yararlanabileceği çok olumlu bir yola girmesini sağlamıştır. Yenilebilir aşılar daha az maliyetli, daha kolay taşınabilir, her koşulda depolanabilir ve herkesin kendi başına uygulayabileceği bir metottur. Ancak unutulmaması gereken durumlardan biride yenilebilir aşıların her şeyin üstesinden gelebilir gibi görünmesine rağmen teknik engellerin de gözden kaçmaması gerekir. Gelecekte yenilebilir aşıların arttırılması durumunda, Dünya Sağlık Örgütü tarafından tanımlanan kalite standartlarını (saflık, potansiyel, güvenlik ve etkinlik) karşılayıp karşılamadığına bakılarak hareket edilmesi gerekmektedir.
Sağlıkla kalın…

Yenilebilir Aşı Nedir makalemiz için tıklayınız.

Bitkilerden Üretilen En Popüler Yenilebilir Aşı Örnekleri makalemiz için tıklayınız.


Kaynaklar
[1]. Grzegorz G. (2016) New Biotechnology
[2]. Sesin K., Aşı Teknolojisi ve Aşı Tipleri
[3]. Saurabh, B. ve Randhir, D. (2015) Edible Vaccines: 333-342
[4]. Sevil, S. (2018) Yenilebilir Aşılar
[5]. Joanne, C. (2002) Edible vaccines against human papilloma virus
[6]. Özge, Ö.A., Funda, Y.E., ve Karlo, M. (2015) Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar Kavramına Genel Bakış
[7]. Siju, J., Susan, C., Sumithra, T.G., Raina, O.K. and Sankar, M. (2013) Edible vaccines against veterinary parasitic diseases- Current status and future prospects: 1879-1885
[8]. Hilary, M. (2001) Trends in Immunology
[9]. Claude, P.M., Fred, F., Benjamin D. and Fabienne, B.B. (2003) Immunogenic meales antigens expressed in plants: role as an edible vaccine for adults: 816-819
[10]. Anjana, M. and Vandana, S., (2013) Omics and Edible Vaccines: 1-13
[11]. Necla, T., Aşı Teknolojisi ve Aşı Tipleri
[12]. Amanda, M.W. and Charles, J.A. (2000) Plants for delivery of edible vaccines: 126-129